Происхождение, типы и виды термальных источников Бурятии

Введение

 

В последнее время проблема органического разнообразия привлекает все большее внимание исследователей разных областей науки. Хотя представления  о большой роли биологического разнообразия, о повышенной устойчивости более  разнообразных систем являются классическими, специально изучаться оно начало недавно. До этого знания о разнообразии органического мира просто накапливались  в ходе описания все новых и  новых видов животных, растений и  микроорганизмов. Понимание важности биоразнообразия привело к осознанию  необходимости его сохранения для  устойчивого выживания природных  резерватов, была принята специальная  программа ЮНЕСКО по изучению и охране органического многообразия.

Гидротермы с экологической точки зрения являются настоящими природными термостатами. При этом уникальными объектами для исследования служат гидротермальные сообщества, «своеобразные микромиры», освоившие и заселившие экстремальные экологические ниши.

Именно термальные источники  характеризуются определенным устойчивым постоянством не только температуры, но и химического состава, скорости удаления метаболитов, перемешивания  воды, газообмена, инсоляции и т.д.

Термальные источники  Бурятии издавна используются народами для лечения болезней. К настоящему времени организованы курорты на многих из них.

Сложившаяся тенденция концентрации населения в городах и промышленных центрах, развитие транспортно- коммуникационной сети и индивидуальных транспортных средств привели к росту потребности как в рекреационных услугах, так и рекреационных территориях во всех регионах Российской Федерации. Не составляет исключение Республика Бурятия (РБ). В связи с ее особым географическим положением, обусловленным тем, что она занимает большую часть бассейна оз. Байкал, требуется серьезная научная подготовка территории для организации индустрии отдыха.

В последние десятилетия XX столетия ежегодно оз. Байкал посещают более 300 тысяч туристов, но лишь 10% из них связаны с турбазами, остальные  путешествуют в качестве неорганизованных туристов и оказывают неблагоприятное  экологическое воздействие на природные  комплексы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Происхождение, типы и виды термальных источников Бурятии

 

На территории Бурятии  выделены следующие гидроминеральные области: Восточно-Саянская - термальных и холодных углекислых вод; Байкальская - азотных и метановых терм; Селенгинская - холодных негазирующих радоновых вод; Даурская - холодных углекислых и радоновых вод.

 

В зависимости от газового состава минеральные воды Бурятии  разделены на следующие группы:

-углекислые,

-азотные,

-метановые,

-воды смешанного газового состава.

 Подгруппы или разновидности минеральных вод выделены по температуре и наличию в водах биологически активных компонентов (азотные кремнистые, азотные кремнистые радоновые и углекислые радоновые термы, холодные углекислые и холодные сероводородные воды и т.д.).

 

Углекислые  воды, развитые в пределах Бурятии, входят в состав двух гидроминеральных областей Восточно-Саянской и Даурской. Первая охватывает выходы углекислых вод в Восточных Саянах и продолжается далее в Читинскую область.

Углекислые воды относятся  к категории наиболее ярких и интересных типов минеральных вод, широко применяемых на курортах мира. Они составляют одну из основных и наиболее ценных бальнеологических групп, которые широко распространены в Восточных Саянах. По сравнению с другими минеральными водами, углекислые воды обладают наибольшей газонасыщенностью. Их лечебное значение определяется в основном наличием в них растворенной углекислоты (СОг), а также общей минерализацией и ионным составом. Они обычно находятся в живописных горных районах на различной абсолютной высоте.

При наличии в углекислых водах других газов - азота, метана, сероводорода в зависимости от количественных соотношений могут создаваться  воды азотно-углекислые, сероводородно-углекислые, метаново-углекислые или более сложного газового состава.

Глубинная углекислота, не встретившая  на своем пути подземные воды, может  мигрировать в виде сухих струй  или образовывать при благоприятных  геоструктурных условиях, залежи с концентрацией СОг до 80%. Ярким примером являются так называемые газовые ванны с выходами сухих струй углекислого газа на минеральных источниках Жойгона (Восточный Саян).

Происхождение ионно-солевого состава углекислых вод осуществляется под воздействием углекислоты, в связи с чем, основными анионами углекислых вод являются гидрокарбонаты, содержание которых превышает 2 г/дм3. При наличии в породах пирита воды обогащаются сульфатами (Аршан). Ионный состав углекислых холодных вод представлен гидрокарбонатными анионами и катионами щелочноземельных металлов - в водах дарасунского типа, а катионами щелочных металлов — ласточкинского. Состав катионов зависит от вмещающих пород. На участках развития карбонатных образований углекислые воды имеют кальциевый или магниево-кальциевый состав (Шумак, Аршан). При наличии изверженных или метаморфических пород повышается роль щелочных металлов (источники Хойто-Гол, Погроминский, Попереченский). Углекислые термы имеют довольно высокую величину минерализации (от 1,2 до 4,1 г/дм3), по сравнению с холодными углекислыми источниками и многими азотными термами. Среди анионов углекислых терм преобладают гидрокарбонатные, а катионы представлены магниево-кальциевыми и натриево-кальциевыми катионами.

Пресные воды, попадая в  зоны разрывных нарушений, смешиваются  с углекислотой, поднимающейся с глубины, приобретают агрессивность, обуславливающую переход в раствор компонентов ионно-солевого состава и обогащение их микроэлементами. Часть вод дренируется разломами на небольшой глубине, в результате чего образуются холодные воды с температурой 1-18°С и с более низкой минерализацией до 3-3,6 г/дм3, другая часть проникает на значительные глубины, где воды приобретают повышенную температуру (до 19-39°С) и минерализацию (до 5 г/дм3). В отдельных источниках (Витлаус) смешение газовых струй и вод происходит в непосредственной близости от дневной поверхности, поэтому воды имеют очень низкую минерализацию (до 0,2 г/дм3) при высокой насыщенности углекислотой.

Углекислые воды характеризуются  разнообразным ионным составом. Наиболее широко они представлены гидрокарбонатными, сульфатно-гидрокарбонатными, гидрокарбонатно-сульфатно-хлоридными, гидрокарбонатно-хлоридными, хлоридно-гидрокарбонатными  и реже другими видами по анионному  составу. Среди катионов в этих водах  обычно преобладают кальций или натрий в различных соотношениях, реже преобладает магний. Гидрокарбонаты присутствуют почти во всех углекислых водах, за исключением сильнокислых. Минерализация углекислых вод изменяется в широких пределах: от редко встречающихся особо пресных (0,1-0,3 г/дм3), к каким относится источник Карповка в Забайкалье, до рассолов ереванского типа (90 г/дм3 и более). Однако углекислые рассолы встречаются редко.

Глубина заложения разломов открытого типа обусловливают интенсивность  и глубину циркуляции подземных  вод и их термальность. Глубина циркуляции термальных углекислых вод Аршанского месторождения, Жойганских и Шумакских источников оценивается в 1500-2000 м. Холодные углекислые воды формируются на небольших глубинах и вблизи поверхности.

 

Азотные термы. Слабоминерализованные термальные воды, газирующие азотом, развиты исключительно в пределах Байкальской рифтовой зоны. Они формируются в молодых тектонических разломах и выходят на поверхность или непосредственно из трещин в

кристаллических образованиях или из отложений, их перекрывающих. К настоящему времени изучено 50 проявлений азотных гидротерм. Каждое такое проявление, как правило, объединяет группу выходов, иногда удаленных друг от друга на значительное расстояние.

Решающим фактором в формировании азотных терм является наличие глубинных  разломов, активизированных в кайнозое, по которым происходит интенсивный  вынос тепла с глубин 2000-3000 м. На указанных глубинах господствует восстановительная  геохимическая обстановка, вследствие чего азотные термы являются щелочными  и характеризуются низкими значениями рН. В очагах разгрузки в приповерхностных условиях нередко происходит смешивание терм с грунтовыми или поверхностными водами и происходит изменение окислительно – восстановительных  условий и рН смещающегося в нейтральную или слабокислую сторону. Восстановительная обстановка наблюдается в сероводородных термах, а образование сульфатно-гидрокарбонатных и гидрокарбонатных вод происходит в приповерхностных условиях при окислении сероводорода, а на глубинах они могут быть гидрокарбонатными с повышенным содержанием HS.

Появление метана, сероводорода и водорода в метановых и азотно-метановых  термальных водах связано с биогеохимическими  процессами разложения органических веществ, содержащихся в осадочных отложениях впадин. Азотные термы разгружаются в межгорные впадины из разломов, секущих их кристаллический фундамент. Гидротермы выносят с глубины большое количество тепла, которое служит ускорителем процессов биохимического разложения органики.

Азотные термы составляют наиболее обширную группу термальных вод, развитых в пределах Байкальской  рифтовой зоны. Температуpа выхода воды колеблется от 20 до 80°С, с преобладанием горячих (свыше 40°С).

 

По условиям залегания, наличию бальнеологических компонентов, общностью химического состава  и физических свойств среди азотных  терм Бурятии выделяют четыре типа: горячинский, эллинский, кульдурский и питатеяевский.

 

Горячинский тип. К этому типу среди азотных терм относятся сульфатные натриевые кремнистые термы. Отличительной особенностью терм этого типа является абсолютное преобладание сульфатов натрия и небольшая минерализация, изменяющаяся от 0.5 до 1,0 г/дм'. Температура терм колеблется в широких пределах: от 20 до 75°С.

 

Аллинский тип. Воды аллинского типа характеризуются широкими пределами колебаний содержания сульфатов и гидрокарбонатов. Однако растворенные газы азота достигают 98%, кислорода - 5%, метана -16,5%. Суммарный сероводород содержится обычно в количестве, не превышающем 0,01 г/дм3. Содержание радона в азотных, термах аллинского типа редко превышает 10 эман, за исключением источника Алла (40-50 эман). Повышенное содержание сероводорода и радона позволяет выделить сероводородные и радоновые воды.

На территории Бурятии  описано 10 горячих источников аллинского типа: Алла (бассейн р. Алла), Уро, Толстихинский (бассейн р. Баргузин), Змеиный (бухта Змеиная, побережье Байкала), Фролиха (бассейн р. Фролиха), Язовские (бассейн р. Язовка)

 

Кульдурский тип. Этот тип термальных вод распространен на территории Бурятии в Баунтовской, Муяканской и северных частях Байкальской и Баргузинской впадин.

Главной особенностью химического  состава терм кульдурского типа является высокое содержание в них фтора - 0,014-0,026 г/дм при минерализации 0,30-0,75 г/дм3. По химическому составу термы относятся к фторидным гидрокарбонатным, реже сульфатно-гидрокарбонатным натриевым. Из других источников к кульдурскому типу относятся термы, распространенные на севере Баргузинской (Кучигерский, Умхейский, Сеюйский источники) и Байкальской впадин (Котельниковский, Давшинский источники). В большинстве случаев в местах выхода термальных вод отмечается довольно сильный запах сероводорода, количество которого достигает 0,03 г/дм .

 

Питателевский тип. В самостоятельный тип выделены азотные кремнистые термы с хлоридно-сульфатным и хлоридно-карбонатным натриевым ионным составом. Такая типизация дает возможность выяснить условия формирования термальных вод с повышенным содержанием хлора.

Для щелочных терм Питателевского источника характерно высокое содержание фтора (до 0,008 г/дм3), органических кислот (0,25 мг-экв/л), свободных аминокислот (0,04 мг-экв/дм3), а также отмечены органический углерод (0,002 мг/дм3) и азот (0,0005 мг/дм3). Количество радона в воде достигает 18 эман, а сероводорода - не превышает 0,002 мг/дм3.

Метановые термы распространены в пределах межгорных кайнозойских впадин байкальского типа (Тункинская, Усть-Селенгинская и Баргузинская впадины). Термальные воды с преобладанием метана в газовом составе (до 80-90%) вскрыты на территории Бурятии скважинами. Среди метановых терм выделено два типа: тункинский и истокский.

 

Минеральные воды тункинского типа характеризуются небольшой минерализацией (0,50-1,30 г/дм3), величиной рН 7,2-8,4, по ионному составу они являются гидрокарбонатными и хлоридно-гидрокарбонатными натриевыми (водолечебница Жемчуг в Тункинской впадине; скважина близ с. Сухая (Загза) - восточное побережье Байкала; скважина близ с. Могойто - Баргузинская впадина). Температура воды метановых терм составляла 20-41°С.

Метановые термы истокского типа имеют хлоридный натриевый состав и распространены на ограниченном участке приустьевой части р. Селенги (скважина в районе с. Исток). Минеральная вода имела температуру 90-99°С и минерализацию 3,3 г/дм3, рН был равен 6,9-7,4.

Аналогами метановых терм кайнозойских впадин Бурятии являются воды Софийской межгорной впадины (Болгария).

 

Радоновые воды. Большинство радоновых источников приурочено к массивам интрузий, характеризующихся повышенным содержанием радиоактивных элементов, а также к разломам мезозойского и более древнего заложения, не подновляющегося длительное время.

Минеральные радоновые воды имеют низкую температуру и малую  минерализацию. Величина рН варьирует  в пределах 6,5-7,7. В анионном составе  повсеместно преобладают гидрокарбонаты и только в водах отдельных  источников отмечено повышенное содержание сульфатов, реже хлора. Катионный состав смешанный: это обычно натриево-кальциевые, кальциево-натриевые и магниево-кальциевые, реже натриевые, кальциевые, кальциево-магниевые  и магниево-натриевые воды. Содержание радона в большинстве водопунктов не превышает 300-400 эман.

Формирование химического  состава радоновых вод происходит под влиянием углекислотного выветривания. В связи с этим из анионов независимо от состава водовмещающих пород  основным является гидрокарбонат-ион. Содержание его в водах варьирует  от 0,05 до 0,40 г/дм3. Роль окисления и  сернокислотного выветривания ограничена и проявляется при наличии  в породе сульфидов (преобладание сульфатов  установлено в Мохейском источнике). По катионному составу радоновые воды относятся к кальциевым и натриевым. Минерализация вод не превышает 0,5 г/дм3, а рН среды близка к нейтральной.