Глава 10. Артезианские бассейны платформенного типа 259

Примечание: * Зона пресных вод отсутствует на участках поверхностного распространения гипсов (загипсованных пород и на участках интенсивного испарения и засоления грунтовых вод. ** Гидрокарбонатные воды с различным катионным составом, сульфатные воды с различным катионным составом.

В то же время, как было указано выше (см. 10.2), уровень ми­нерализации артезианских вод и закономерности ее изменения в разрезе бассейна в значительной степени определяются минера- лого-геохимическим комплексом водоносных и слабопроницае­мых пород.

Формирование гидрогеохимической зональности (увеличение минерализации и изменение химического состава артезианских вод с глубиной) связывают с различными причинами. Среди них можно назвать: 1) гипотезу эндогенного происхождения (А. Зюсс, В.А. Кротова и др.), связывающую формирование хлоридных рас­солов с поступлением флюидов из мантии; 2) седиментогенную гипотезу (М.Г. Валяшко, И.К. Зайцев и др.), по которой высоко­концентрированные растворы хлоркальциевого типа (по В.А. Су- лину) являются захороненной рапой древних солеродных бас­сейнов; 3) гипотезу “подземного испарения” (М.Е. Альтовский);

4. гипотезу гравитационного распределения ионов (К.В. Фила­тов), согласно которой “тяжелые” ионы (Са, Mg, Ва, Fe) накапли­ваются в погруженных частях бассейна, а наиболее легкие (НСО^ и др.) — в верхних частях; 5) гипотезу “трансляционного” пере­распределения ионов (О.Я. Самойлов, Д.С. Соколов); 6) гипотезу “мембранного эффекта” и др. Наиболее вероятно, что фиксируе­мые проявления вертикальной гидрогеохимической зональности являются результатом комплексного воздействия многих про­цессов, которые происходили в течение геологически длительных периодов взаимодействия подземных вод с горными породами, газами и органическим веществом (см. гл. 4).

Наряду с “нормальным” типом гидрогеохимического разреза в артезианских бассейнах широко распространены так называемые “инверсионные” разрезы, в которых в той или иной мере нару­шается общая закономерность изменения химического состава и минерализации подземных вод с глубиной (см. рис. 10.10).

Наиболее научены гидрогеохимические “инверсии”, формирующиеся в крае­вых частях артезианских бассейнов в условиях континентального засоления грун­товых вод. Широкое развитие процессов испарения грунтовых вод и континен­тального засоления приводят (см. гл. 4) к формированию непосредственно в грунтовом горизонте аридных территорий высокоминерализованных хлоридных вод и рассолов (до 100—150 г/л). Вниз по разрезу в межпластовых горизонтах первого этажа (иногда и второго) по мере увеличения изоляции от засоленных грунтовых вод происходит постепенное уменьшение минерализации подземных вод и соответственное изменение их состава. В отдельных случаях при наличии в разрезе выдержанных пластов слабопроницаемых пород непосредственно под высокоминерализованными грунтовыми водами хлоридного состава скважины вскрывают пресные и слабосолоноватые (до 1,5—2.0 г/л) воды гидрокарбонатно­

сульфатного, сульфатного и другого состава, области питания которых расположе­ны вне участков интенсивного испарения и засоления грунтовых вод (см. гл. 13). Ниже по разрезу, как правило, восстанавливается ‘'нормальная'’ гидрогеохими­ческая зональность с увеличением минерализации межпластовых вод с глубиной залегания.

Аналогичные проявления гидрогеохимических “инверсий” воз­можны также при распространении в верхней части разреза гор­ных пород с высоким содержанием легкорастворимых соединений SO²" и СГ (гипс-ангидритовые толши, отложения современных и верхнечетвертичных морских террас, котловины крупных соленых озер и др.).

В глубоких (от 200—400 до 2500—3000 м и более) частях гид­рогеологического разреза артезианских бассейнов платформенного типа и крупных межгорных впадин (см. гл. 11.2) широко распрост­ранены проявления инверсионной зональности, связанные с за­леганием под зоной высокоминерализованных (до 100—250 г/л и более) хлоридных вод менее минерализованных высококарбонат­ных вод С1—НСО.,—Na и даже НС0₃—Cl—Na состава. Для этих вод характерна высокая концентрация карбонатных анионов (суммарное содержание НСО/+ СО]" до 20—30 г/л), отсутствие или минимальные концентрации SO²" и Са²⁺, высокие концент­рации I, В, NH₄. Формирование подземных вод данного хими­ческого состава обычно связывают с наличием в горных породах значительных содержаний органических веществ и деятельностью сульфатредуцирующих микроорганизмов (Крайнов и др., 2004).

Поскольку подземные воды данного типа генетически связаны с породами, относительно обогащенными органическим веществом, их наличие рассматрива­ется как поисковый признак нефтегазоносное™.

Однако формирование в ряде случаев (Западно-Сибирский бассейн и др.) на значительных глубинах (до 2500—3000 м и бо­лее) высококарбонатных вод с минерализацией 10 г/л и менее по существующим представлениям возможно только при “разбавле­нии” маломинерализованными водами (Крайнов и др., 2004). При относительно небольших (первые сотни метров) глубинах залегания такое разбавление может быть связано с поступлением современных или древнеинфильтрационных вод. В глубоких час­тях разреза разбавление может быть связано с отжатием маломи­нерализованных связанных вод глинистых пород (см. гл. 2), с во­дами, формирующимися при дегидратации породообразующих минералов, или с поступлением пароводяных флюидов из пород фундамента.

Вопросы к главе 10

1. Строение гидрогеологического разреза артезианских бассейнов платформенного типа.

2. Гидрогеологические этажи бассейна.

3. Условия формирования подземных вод первого гидрогеологиче­ского этажа.

4. Региональная динамика подземных вод второго гидрогеологи­ческого этажа.

5. Гидродинамическая зональность бассейна.

5. Современные представления о формировании подземных вод в гидродинамической зоне “эндогенного режима''.

1. Гидрогеохимическая зональность бассейнов платформенного типа.