НОВЫЕ ИЗОТОПНО-ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ПО СОСТАВУ ПРИРОДНЫХ ВОД БАЙДАРСКОЙ ДОЛИНЫ (Крымский полуостров)
Д.А. Новиков1,2, Ю.Г. Копылова3, А.В. Черных1,2, Ф.Ф. Дульцев1,2, А.Н. Пыряев2,4, А.А. Хващевская3, Л.А. Ничкова5, Г.А. Сигора5, Т.А. Яхин6
1Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
novikovda@ipgg.sbras.ru
2Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 1, Россия
3Томский политехнический университет, 634050, Томск, просп. Ленина, 30, Россия
4Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
5Севастопольский государственный университет, 299053, Севастополь, ул. Университетская, 33, Россия
6ГУП "Водоканал", 299053, Севастополь, ул. Адмирала Октябрьского, 4, Россия
Ключевые слова: Природные воды, гидрогеохимия, микроэлементы, кларк, коэффициент водной миграции, стабильные изотопы, генезис, фракционирование, Байдарская долина, Крым
Страницы: 1705-1726
Аннотация
Приводятся результаты изучения природных вод Байдарской долины (юго-западные районы Крымского полуострова), полученные по итогам полевых работ 2018-2019 гг. Основные ресурсы подземных вод изучаемого района приурочены к верхнеюрскому водоносному комплексу, играющему ключевую роль в питании водонапорных систем Равнинно-Крымского, Азово-Кубанского артезианских бассейнов и гидрогеологической складчатой области мегаантиклинория Горного Крыма. В регионе развиты пресные и ультрапресные воды преимущественно гидрокарбонатного кальциевого состава с величиной общей минерализации от 208 до 1269 мг/дм3. Изученные воды разделены на восемь геохимических групп: 1) зоны региональной трещиноватости карбонатно-терригенных пород, подверженных процессам континентального засоления; 2) зоны региональной трещиноватости выщелачивания алюмосиликатов и окисления сульфидов; 3) зоны региональной трещиноватости преимущественно натриевых алюмосиликатов (длительного взаимодействия в системе вода-порода), подверженных процессам континентального засоления; 4) зоны региональной трещиноватости преимущественно натриевых алюмосиликатов, подверженных процессам континентального засоления в условиях антропогенного влияния; 5) трещинно-жильные выщелачивания натриевых алюмосиликатов и окисления сульфидов; 6) трещинно-жильные выщелачивания натриевых алюмосиликатов (длительного взаимодействия в системе вода-порода); 7) трещинно-карстовых; 8) поверхностных, подверженных влиянию процессов континентального засоления. Наиболее защищенные от антропогенного влияния и процессов континентального засоления трещинно-карстовые воды относятся к слабощелочным (рН = 7.7), пресным с минерализацией 444 мг/дм3 и невысокими концентрациями кремния - 2.23 мг/дм3, по составу гидрокарбонатным кальциевым. Воды зоны региональной трещиноватости и трещинно-жильные подвержены влиянию процессов континентального засоления и антропогенной нагрузки. Они характеризуются рН от нейтральных до щелочных (7.1-8.6), преимущественно пресные (269-1269 мг/дм3), со средними содержаниями кремния 4.61-4.70 мг/дм3, по составу гидрокарбонатным кальциевым с повышенной ролью сульфат-иона, магния и натрия. Воды р. Черная, Чернореченского водохранилища и озер также подвержены влиянию процессов континентального засоления, слабощелочные (рН = 8.3), умеренно пресные (207-364 мг/дм3), со средними концентрациями кремния 1.18 мг/дм3 и гидрокарбонатным кальциевым составом с повышенными содержаниями хлор-иона, магния и натрия. Рассчитанные коэффициенты водной миграции химических элементов в водах фонового состава выстроились следующим образом в порядке убывания: очень сильная интенсивность миграции I17.7 >Br14.4 > сильная Se2.83 > B2.22> Sr1.46 > Sb1.12> Be1.07 > Hg1.06> средняя Zn0.74 > Mo0.50> Li0.46 > Sc0.41> Ag0.18 > As0.16> Si0.123> > Ba0.122> слабая Cr0.10> Cu0.096 > Bi0.080> Sn0.068 > Tl0.067 > P0.062 > Ni0.043 >Ta0.040 > Ge0.034 >Cd0.028 > Fe0.026 >Rb0.024 > > Co0.023> Pb0.020 > W0.017> V0.012 > очень слабая (инертная) интенсивность миграции Nb0.008 > Hf0.0033> Mn0.0031> > La0.0029> Cs0.0022 > Ti0.0018> Ga0.0016 > Y0.0013 > Al0.0008 > Zr0.0008. Установлено, что все изученные воды имеют атмосферное происхождение и располагаются вдоль глобальной (GMWL) и локальной (LMWL) линий метеорных вод. Диапазон значений δ18O в водах меняется от -9.9 до -3.3 ‰ с значениями δD от -64.2 до -32.5 ‰. Источником δ13C гидрокарбонат-иона в природных водах Байдарской долины служат карбонатные осадочные породы, атмосферный диоксид углерода, органические соединения и гидролиз алюмосиликатных минералов. При этом поверхностные воды имеют более тяжелый изотопный состав C (-9.2…-6.2 ‰) за счет атмосферного CO2 и активной жизнедеятельности растений и микроорганизмов. Трещинно-карстовые воды отличаются более легкими δ13C (-12.8…-11.0 ‰) за счет процессов взаимодействия вод с рассеянным органическим веществом. Воды зоны региональной трещиноватости и трещинно-жильные характеризуются наиболее широкой вариацией δ13C (-15.5…-6.9 ‰), что связано со смешанным типом «изотопного питания» вод. К настоящему времени в Байдарской долине сформировалось сложнопостроенное гидрогеохимическое поле, на которое все большее влияние начинает оказывать антропогенный фактор.
DOI: 10.15372/GiG2020137 |
