ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ БАССЕЙНОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

У различных водоносных комплексов и гидродинамических систем или их частей подвижность вод неодинакова. В разрезе артезианских структур сверху вниз и по падению пластов происходят закономерное ухудшение условий водообмена (питания и разгрузки подземных вод), уменьшение скоростей движения, повышение коэффициентов водообмена, увеличение минерализации и изменение химического состава вод.

Подвижность подземных вод подчинена строгой гидродинамической зональности. Зональность как проявление дифференциации условий залегания, свойств и состава вод и других признаков развития гидрогеологии, геохимии. Различают зональности:

  • • горизонтальную (широтную), обусловленную физико-географическими факторами и проявляющуюся в самых верхних частях литосферы, особенно отчетливо в горизонтах грунтовых вод;
  • • вертикальную, которая проявляется в более глубоких горизонтах гидрогеологических структур и обусловлена геологическими и па-леогидрогеологическими факторами, историей развития Земли.

По мнению А.А. Карцева и других исследователей, гидрогеологическая зональность тесно связана с процессами литогенеза и геохимическими процессами, которые в определенный промежуток геологического времени соответствуют определенным зонам литосферы, поэтому правильнее бы говорить «литогидрогеологические и гидрогеохимические зоны».

В пределах артезианских бассейнов пластовых вод по вертикали выделяются три гидрогеохимические зоны:

  • • верхняя — зона интенсивного (свободного) водообмена, где встречаются воды инфильтрационного генезиса, очень часто пресные или умеренной солености, разнообразного химического состава, с невысокой температурой, отсутствием микроэлементов. Геохимическая среда распространения вод характеризуется наличием активных газов — кислорода, углекислого газа, азота, реже газов атмосферного происхождения. Воды этой зоны обладают значительными окисляющими свойствами и растворяющей силой, а их химический состав находится в прямой зависимости от литологического и минерального состава вмещающих пород, а также от климатических факторов;
  • • средняя — зона замедленного (затрудненного) водообмена, где распространены воды инфильтрационного типа с повышенной или очень высокой (в предгорных прогибах) температурой, обогащенные микроэлементами — йодом, бромом, бором, мышьяком, стронцием, ураном и др., появляется сероводород, химический состав воды и ее тип изменяются. Как правило, здесь преобладают воды хлоридно-сульфатно-натриевого или хло-ридно-гидрокарбонатно-натриевого типа и интенсивно протекают биохимические процессы в связи с жизнедеятельностью бактерий, проявляется гидрохимическая зональность в пределах зоны. Минерализация вод изменяется вниз по разрезу и зависит от проницаемости пород коллекторов и скорости движения вод в направлении области разрузки. Климатические факторы практически не оказывают влияние на химический состав вод. При наличии залежей нефти и газа воды обогащаются специфическими компонентами и приобретают специфический состав;
  • • нижняя — зона весьма затрудненного водообмена где распространены высокоминерализованные седиментационные воды, древние инфильтрационные и глубинные эндогенные воды. Эти воды очень разнообразны по составу и относятся к хлоркальци-евому или гидрокарбонатно-натриевому типу. Хотя воды хлор-кальциевого типа по составу являются хлоридными, они отличаются от вод морского генезиса: наряду с хлоридами натрия и магния в водах присутствуют хлориды кальция, которых нет

в морской воде. Минерализация этих вод может превышать

600 г/дм3.

Высокоминерализованные воды обычно формируются и сохраняются там, где нет водообмена с поверхностью, имеется гидрогеологическая изолированность (закрытые структуры); они сосредоточены на больших глубинах и в породах, которые не промываются молодыми водами атмосферного генезиса. Длительно протекающие процессы диагенеза осадков, медленное передвижение вод, взаимодействие их с породами, а также жизнедеятельность микроорганизмов приводят к глубокой метаморфизации (преобразованности) седиментационных вод. На формирование состава подземных вод оказывают влияние процессы катионного обмена, физической дифференциации, выщелачивания, доломитизации, ионно-обменной адсорбции, геотермические условия. Запасы вод пополняются за счет выделения воды из пород водоупоров, иногда благодаря наличию галогенных формаций, а также под влиянием физико-химических процессов — молекулярной диффузии, термодиффузии и иных процессов, происходящих между водами, газами и породами.

Особенностью вод нижней зоны является присутствие в их составе бора, йода, брома и других микроэлементов повышенных концентраций. Воды этой зоны наиболее часто ассоциируются с нефтяными и газовыми залежами, и при наличии приобретают специфический химический состав и свойства, такие, как высокая газонасыщенность, наличие растворимых УВ, фенолов, растворенного ОВ, в составе газов преобладают метан, сероводород, углекислый газ, гелий, аргон.

В нефтегазоносных бассейнах (НГБ) обычно четко прослеживается гидрогеохимическая зональность подземных вод. Типы подземных вод сменяются в направлении от современных областей питания к областям разгрузки и в направлении к центру бассейнов.

Образование и распределение различных по составу и по концентрации в водных растворах водорастворенных газов в осадочных толщах НГБ подчинены определенной газохимической зональности, тесно связанной с литогидрогеологической зональностью. Максимальная газонасыщенность вод наблюдается в НГБ, приуроченных к зонам диагенеза и катагенеза, где происходит генерация УВ-газов.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >