Файл: Федорова Т.К. Закономерности формирования химического состава линз пресных вод пустынь.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.07.2024
Просмотров: 69
Скачиваний: 0
По классификации О. А. Алекина первые два раствора выщелачи вания относились к I, все последующие — ко II типу.
В ы щ е л а ч и в а н и е о б р а з ц о в п о р о д , в з я т ы х по р а з
р е з у |
с к в а ж и н ы 2-г с глубины 0,2—78 м, проведено на 12 на |
весках |
образцов (песок, алеврит, супесь, глина). Мощность зоны |
аэрации 36,7 м. Минерализация грунтовой воды с глубиной изме няется: на глубине 37 м она равна 1,9 г/л, на глубине 71,4 м дости гает 4,1 г/л. При выщелачивании образцов пород зоны аэрации уве личивались минерализация и концентрация ионов постепенно. Бо лее значительное повышение минерализации раствора было отме чено при выщелачивании обр. 39 (супесь) из верхней части водонос ного горизонта п обусловлено в основном возрастанием содержания ионов кальция, натрия, гидрокарбоната и сульфата. Дальнейшее увеличение минерализации происходило в результате повышения концентраций ионов натрия, сульфата и хлора. Значительное воз растание содержания этих ионов при выщелачивании обр. 80 (гли на) пз ннжпеіі части водоносного горизонта привело к увеличению минерализации раствора на 0,08 г/л (см. табл. 13, рис. 15,6). Из менение состава растворов в процессе опыта: от гидрокарбонатного кальциевого к сульфатно-гидрокарбонатному кальциево-натриево му и хлоріидно-сульфатііо-тидрокарбонатному натриевому. Раство ры относятся к I и II типам.
В ы щ е л а ч и в а н и е о б р а з ц о в п о р о д , в з я т ы х по р а з р е з у с к в а ж н н ы 17-г с глубины 1—51 м, выполнялось на 10 на весках (песок, глина). Мощность зоны аэрации 36,3 м. Минерали зация грунтовой воды в верхней части водоносного горизонта 3,7 г/л, на глубине 51 м — 6,1 г/л.
Особенностями состава растворов выщелачивания в этом опы те являются: I) содержание ионов хлора (мг-экв) почти на всем протяжен ни опыта несколько больше, чем ионов сульфата; 2) кон центрации ионов натрия и сульфата резко увеличились в резуль тате выщелачивания обр. 35 (глина) из нижней части зоны аэра ции; 3) минерализация раствора и концентрации ионов натрия, магния, сульфата и хлора были максимальными после выщелачи вания обр. 48 (песок) из водоносного горизонта (см. табл. 13, рис. 15, в ).
Состав растворов изменялся от гидрокарбонатиого, кальциево го к хлоридио-гидрокарбонатному кальциево-натриевому. Преобла дали растворы I типа.
Выщелачивание пород искусственными растворами, близкими к составу дождевой воды
В ы щ е л а ч и в а н и е о б а з ц о в пород, в з я т ы х по р а з р е з у с к в а ж и н ы 7-г. Исходным являлся гидрокарбонатный кальциевонатриевый раствор Д] с минерализацией 0,11 г/л. Обращает на се бя внимание резкое увеличение минерализации и концентраций ионов в растворах выщелачивания образцов верхней части зоны
79
Состав растворов, полученных
1 |
|
Исходный |
раствор—дистиллирован»«я |
вода |
|
|
|
|||
растворвыщелачнвания |
|
глубинаот бораобразца, |
м |
минерализа ция,г/л |
|
|
|
|
|
|
|
номер н состав |
|
|
НСОз |
SO2 |
С1 |
Са+ |
м*2+ |
Na+ |
|
|
образца |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 1 |
|
|
|
! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скв. 7-г |
|
|
|
|
|
|
1-1 |
1, песок |
0 ,2 |
0,052 |
36,6 |
0 , 8 |
1,4 |
10,6 |
0 , 0 |
2 ,8 |
|
1-7 |
7, песок |
6 , 2 |
0,069 |
45,7 |
3,7 |
1,8 |
12,4 |
0 , 6 |
4,8 |
|
1-16 |
16, песок |
15,2 |
0,082 |
54,9 |
2,5 |
4,6 |
14,5 |
2,9 |
2 ,8 |
|
1-20 |
20, суглинок |
19,0 |
0,165 |
68,3 |
46,1 |
6,4 |
30,9 |
3,5 |
9,9 |
|
1-24 |
24, песок |
22,5 |
0,173 |
73,2 |
46,9 |
6,7 |
30,9 |
4,6 |
10,3 |
|
1-30 |
30, глина |
28,0 |
0,197 |
82,3 |
52,8 |
9,2 |
29,3 |
5,6 |
18,2 |
|
1-43 |
43, песок |
38,5 |
0,207 |
85,4 |
53,1 |
12,6 |
28,9 |
5,8 |
2 1 ,6 |
|
1-56 |
56, песок |
50,5 |
0,224 |
88,4 |
60,5 |
14,2 |
28,9 |
7,0 |
25,1 |
|
1-72 |
72, песок |
6 6 ,0 |
0,227 |
88,4 |
59,2 |
16,6 |
28,9 |
5,8 |
28,3 |
|
1-75 |
75, глина |
68,5 |
0,303 102,5 |
6 6 ,6 |
44,0 |
33,1 |
4,2 |
53,1 |
||
1-77 |
77, песок |
70,5 |
0,346 103,7 |
85,5 |
53,9 |
27,1 |
8,7 |
67,4 |
||
1-87 |
87, песок |
80,0 |
0,393 106,7 |
83,5 |
82,6 |
.26,1 |
11,1 |
83,0 |
||
|
|
|
|
Скв. |
2-г |
|
|
|
|
|
II-1 |
1, песок |
0 , 2 |
0,087 |
61,0 |
3,7 |
0,7 |
18,2 |
0 , 6 |
3,2 |
|
11-13 |
13, песок |
1 2,2 |
0,125 |
85,4 |
4,9 |
2 ,8 |
26,8 |
0 , 0 |
5.5 |
|
11-26 |
26, алеврит |
25,0 |
0,123 |
79,3 |
5,3 |
5,3 |
26,0 |
1 ,2 |
6 , 0 |
|
11-36 |
36, глина |
34,5 |
0,129 |
79,3 |
7,8 |
6,7 |
26,2 |
1 ,2 |
7,8 |
|
11-39 |
39, супесь |
37,5 |
0,178 |
106,7 |
18,1 |
8,1 |
28,8 |
5,2 |
11,3 |
|
11-43 |
43, песок |
42,0 |
0,184 |
109,8 |
18,9 |
8,9 |
28,8 |
5,7 |
12,2 |
|
11-51 |
51, алеврит |
49,2 |
0 ,2 2 2 112,8 |
37,4 |
12,8 |
26,8 |
6 ,6 |
25,5 |
||
II-62 |
62, песок |
59,2 |
0,225 |
122,0 |
31,7 |
12,8 |
26,5 |
7,4 |
25,1 |
|
11-67 |
67, глина |
64,7 |
0,291 |
125,0 |
69,9 |
16,3 |
26,1 |
8 ,2 |
45,5 |
|
11-74 |
74, песок |
71,0 |
0,291 |
125,1 |
69,1 |
17,0 |
26,0 |
8,7 |
44,8 |
|
II-80 |
80, глина |
77,0 |
0,371 |
137,2 |
84,3 |
41,5 |
2 0 ,2 |
8 , 8 |
79,1 |
|
11-81 |
81, супесь |
78,0 |
0,365 134,2 |
75,7 |
47,3 |
2 1 ,2 |
8 .1 |
78,0 |
||
|
|
|
|
Скв. |
П-г |
|
|
|
|
|
III-1 |
1, песок |
1 , 0 |
0,087 |
61,0 |
4,1 |
1,1 |
18,2 |
1.7 |
1.4 |
|
Ш -8 |
8, песок |
8 , 0 |
0,106 |
67,1 |
8 . 6 |
3,2 |
19,2 |
1 ,2 |
7,1 |
|
ІІ1-12 |
12, песок |
1 2 ,0 |
0,113 |
73,2 |
6 , 6 |
4,6 |
2 2 ,2 |
1,7 |
5,1 |
|
111-19 |
19, глина |
19,0 |
0,138 |
80,5 |
7,4 |
12,4 |
2 2 ,2 |
1 ,2 |
14,0 |
|
111-28 |
28, песок |
28,0 |
0,162 |
94,5 |
7,0 |
15,6 |
2 1 ,2 |
2,3 |
20,5 |
|
ІИ-35 |
35, глина |
35,0 |
0,258 |
109,8 |
54,3 |
21,3 |
19,2 |
5,8 |
48,1 |
|
Ш-37 |
37, песок |
37,0 |
0,217 108,6 |
21,4 |
25,9 |
17,2 |
4,6 |
39,6 |
||
111-43 |
43, песок |
43,0 |
0 ,2 2 2 109,8 |
2 1 ,8 |
27,3 |
17,2 |
4,6 |
40,9 |
||
Ш -48 |
48, песок |
48,0 |
0,284 |
115,9 |
56,4 |
29,1 |
18,2 |
4,1 |
60,7 |
|
111-51 |
51, песок |
51,0 |
0,253 122,0 |
25,9 |
31,9 |
19,2 |
3,4 |
50,4 |
Аналитик Т. Ф. Губина.
Т а б л и ц а 13
последовательном выщелачивании пород, в мг/л
Исходный раствор—дождевая вода (искусственная)
|
СЗ |
|
|
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
|
раствор |
5 |
нсо3 |
(О |
Cl |
Са'2+ |
OJ. |
Na+ |
Ч t - |
|||||||
выщелачивания |
га —. |
Сп О 1 |
M g - ' |
||||
0 , 1 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
41 „ |
|
|
|
|
|
|
|
— К |
|
|
|
|
|
|
|
Ж S |
|
|
|
|
|
|
|
2 О |
|
|
|
|
|
|
Д і-1 |
0,301 |
1 95 ,2 |
16,5 |
11,7 |
5 5 ,6 |
3 ,8 |
1 8,2 |
Д 1-7 |
0 ,3 5 5 |
2 3 1 ,8 |
1 9 ,7 |
1 2 , 0 |
6 7 , 5 |
3 ,5 |
2 0 ,7 |
Д і - 1 6 |
0 ,3 9 6 |
2 6 2 ,3 |
1 8 ,9 |
13,8 |
7 3 ,3 |
5 ,7 |
2 1 ,9 |
Д 1-2 0 |
0 ,3 3 3 |
198,2 |
3 3 ,7 |
14,9 |
5 7 ,8 |
5 ,7 |
2 3 , 0 |
Д .- 2 4 |
0 ,2 7 4 |
155,5 |
3 2 ,9 |
14,9 |
4 1 ,0 |
7 , 9 |
2 2 , 1 |
д . - з о |
0 ,3 4 2 |
183,0 |
48,1 |
19,5 |
4 5 , 4 |
7 , 5 |
3 8 ,4 |
Д і - 4 3 |
0 ,2 1 4 |
8 8 ,4 |
4 9 ,8 |
2 0 , 6 |
4 6 , 0 |
9 , 4 |
0 , 0 |
Д .- 5 6 |
0,3 31 |
170,8 |
5 0 ,2 |
2 2 , 0 |
3 7 ,5 |
1 0 , 2 |
4 0 , 4 |
Д і- 7 2 |
0 ,3 6 8 |
189,1 |
55,1 |
2 6 ,2 |
3 7 . 3 |
1 0 , 1 |
5 0 ,4 |
Д і- 7 5 |
0 ,4 5 3 |
189,1 |
6 7 ,5 |
6 9 ,8 |
3 8 ,5 |
1 1,7 |
8 2 ,6 |
Д і - 7 7 |
0 ,4 8 3 |
179,9 |
7 0 ,8 |
8 8 , 6 |
3 4 . 7 |
11,7 |
9 7 ,3 |
Д і- 8 7 |
0,5 81 |
195,2 |
8 3 ,7 |
124,1 |
3 3 ,7 |
1 2,9 |
131,0 |
Д 2-1 |
0 ,5 8 8 |
3 2 3 ,3 |
105,3 |
3 ,5 |
9 5 ,4 |
4 ,6 |
5 6 ,3 |
Д 2-13 |
0 ,3 4 7 |
2 5 6 ,2 |
1 , 6 |
4 , 2 |
6 9 ,3 |
5 ,8 |
9 , 4 |
Дг-26 |
0 ,3 7 3 |
186,0 |
7 9 ,4 |
6 , 4 |
48,1 |
4 , 6 |
4 8 , 3 |
Д 2-З6 |
0,4 21 |
2 1 0 ,5 |
8 7 ,2 |
1 0 ,3 |
49,1 |
8 , 8 |
5 4 ,7 |
Д г-39 |
0 ,4 6 3 |
2 0 7 ,4 |
118,1 |
1 2 ,4 |
5 3 ,9 |
1 0 ,4 |
6 1 ,2 |
Д г 4 3 |
0 ,4 2 7 |
189,1 |
107,4 |
1 4 ,2 |
4 9 ,0 |
9 ,1 |
5 8 ,4 |
Д 2-51 |
0 ,4 1 6 |
176,9 |
109,4 |
16,3 |
3 7 ,5 |
1 2 ,3 |
6 3 ,2 |
Дг-62 |
0,431 |
179,9 |
113,5 |
18,8 |
3 8 , 4 |
10,4 |
7 0 ,4 |
Д г-67 |
0 ,3 6 2 |
186,0 |
5 8 ,4 |
2 1 ,3 |
3 4 ,6 |
1 2 ,3 |
4 9 ,0 |
Д г-74 |
0 ,4 3 5 |
176,9 |
1 1 4 ,4 |
2 3 ,0 |
3 3 ,6 |
1 2,3 |
7 4 ,5 |
До-80 |
0 ,3 6 7 |
186,0 |
5 9 ,6 |
41,1 |
2 7 ,8 |
1 2 ,3 |
70,1 |
Дг-81 |
0 ,4 8 9 |
170,8 |
119,3 |
5 5 ,7 |
2 7 ,0 |
11,7 |
104,4 |
Д з -1 |
0 ,3 1 3 |
2 1 3 ,5 |
1 7 ,3 |
3 , 9 |
6 0 , 6 |
4 ,1 |
1 3 ,8 |
Д з - 8 |
0 ,3 1 7 |
2 1 3 ,5 |
2 0 , 1 |
3 ,9 |
5 8 , 7 |
5 ,2 |
15,4 |
Д а - 12 |
0 ,3 2 6 |
2 1 6 ,5 |
2 0 , 1 |
6 , 0 |
5 6 ,9 |
3 ,4 |
2 3 ,2 |
Д з - 1 9 |
0 ,3 3 9 |
2 1 3 ,5 |
25,1 |
1 2,4 |
5 4 ,3 |
4 ,6 |
2 9 ,4 |
Дз-28 |
0 ,3 0 6 |
183,0 |
25,1 |
1 6,7 |
4 4 ,3 |
4 , 6 |
3 2 ,2 |
Дз-35 |
0 ,3 4 3 |
186,0 |
3 8 ,7 |
2 3 ,8 |
4 1 ,5 |
3 , 5 |
4 9 ,9 |
Д з-37 |
0 ,3 38 |
176,9 |
39,1 |
2 8 ,4 |
3 4 ,7 |
6 , 2 |
5 2 ,2 |
Дз-43 |
0 ,3 3 7 |
179,9 |
3 4 ,5 |
2 9 ,8 |
3 3 ,7 |
6 , 4 |
5 3 ,0 |
Дз-48 |
0 ,4 3 0 |
176,9 |
9 8 ,7 |
3 2 , 3 |
3 1 ,3 |
9 ,1 |
8 1 ,6 |
Дз-51 |
0 ,3 6 3 |
176,9 |
4 6 ,9 |
3 5 ,8 |
3 3 ,7 |
4 , 6 |
65,1 |
80 |
Заказ 707 |
81 |
Iв
6
Рис. 15. Изменение концентраций ионов в растворах, полученных при опыт
ном |
последовательном выщелачивании пород каракумской свиты Ясханской |
|||||
а — скв. 7-г; б — скв. 2-г; |
линзы |
|
|
|
||
в — скв. 17-г. |
|
3 — алеприт, |
4 — глина, |
5 — |
||
I |
— песок, 2 — песок |
алеврнто-глнннстый, |
||||
супесь, 6' — суглинок, 7 — гравийно-галечные |
отложения, 8 — песчаник; |
кон |
||||
центрации ионов: 9 — гидрокарбоната, |
10 — сульфата, // — хлора, 12 — каль |
|||||
ция, |
13 — магния, N — натрия (для |
10—И: |
а — изменения |
концентраций |
попов в растворах, полученных прн |
выщелачивании пород дистиллированной |
водой, б — то же, искусственным |
раствором типа Дождевой воды); 15 — |
уровень грунтовых вод
аэрации. Особенно сильно повышается содержание ионов кальция и гидрокарбоната. После выщелачивания обр. 30 (глина) содержа ние этих ионов намного уменьшилось, но значительно возросла концентрация ионов натрия в растворе Д і-30, минерализация кото рого была 0,34 г/л. В результате фильтрации этого раствора через обр. 43 (песок) из нижней части зоны аэрации был получен раствор с минерализацией 0,21 г/л. Характерной особенностью его являлось отсутствие ионов натрия и низкая концентрация ионов гидрокарбо ната.
Выщелачивание образцов пород из водоносного горизонта со провождалось постепенным увеличением минерализации, которое было вызвано в основном повышением концентраций ионов натрия к сидрокарбоната (см. табл. 13, рис. 15,а). Наиболее значитель ное возрастание минерализации и содержания ионов натрия, хлора н сульфата отмечалось в растворах после выщелачивания обр. 75, 77 и 87 из нижней части водоносного горизонта. Минерализация последнего раствора после выщелачивания 12 образцов составила 0,58 г/л. В процессе выщелачивания состав растворов изменялся от гидрокарбонатиого кальциевого к хлоридно-гидрокарбонатному кальциево-натриевому и гидрокарбонатно-хлоридному натриевому. Это растворы I и II типов.
В ы щ е л а ч и в а н и е о б р а з ц о в п о р о д , в з я т ы х по р а з р е з у с к в а ж и н ы 2-г. Исходным для выщелачивания этих об разцов был раствор Дг с минерализацией 0,1 г/л. Состав его суль
6* |
83 |
фатно-гидрокарбонатный магннево-кальциево-гіатриевый. Отличи тельной особенностью этого опыта являлась максимально высокая минерализация (0,59 г/л) раствора Д2-1 после выщелачивания обр. I (песок) из верхней части зоны аэрации, обусловленная в основном высокими концентрациями ионов кальция, натрия, сульфата и гид рокарбоната (см. табл. 13, рис. 15,6). Характерно и последующее резкое снижение минерализации (до 0,35 г/л) и содержания пере численных выше попов в растворе Дч-13.
Изменение концентрации ионов в растворе До-13 по отношению к раствору Д2-1
Ион |
|
Н С О з |
S O . , |
' С І |
O . l . |
24- |
Na+ |
||
|
Ca“ ‘ |
Mg т |
|||||||
М г -эк в ............... |
|
- 1 , 1 |
-2,16 + 0 ,0 2 |
- 1 |
,30 |
+0,1 j —2,04 |
|||
Указанные изменения |
произошли |
в результате: |
1) выпадения |
||||||
в осадок СаСОз; 2) |
растворения СаСОз, MgCOa и NaCl; 3) обмен |
||||||||
но-адсорбционных процессов между растворами |
п породой. |
||||||||
Проверим справедливость предполагаемых реакций по балансу. |
|||||||||
Так, содержание НСОз |
уменьшилось |
па |
1,1 |
мг-экв |
в результате: |
||||
I) выпадения |
в осадок Ca(HCOs ) 2 |
................... |
|
|
—1,3 мг-экв |
||||
2) растворения Mg(HC03~ ) 2 |
■ ............................. |
|
|
|
+0,1 |
» |
|||
3) растворения |
NaHC03 • |
............................ |
|
|
• |
. +0,1 |
» |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
—1,1 мг-экв |
|
Уменьшение концентрации |
S 042~ |
на |
2,16 мг-экв обусловлено |
обменной реакцией между Na2S04 раствора и породой. В растворе появился CaSCU, который выпал в осадок. Концентрация С1~ в растворе увеличилась вследствие растворения NaCl. Содержание Са2+ уменьшилось в результате выпадения в осадок Са(НСОз_)г.
Увеличение |
концентрации |
Mg2+ |
было |
вызвано растворением |
|||
Mg (НСОз) 2- |
Содержание |
Na+ |
в растворе уменьшилось на |
||||
2,04 мг-экв вследствие: |
|
|
|
|
|
||
1) растворения |
NaCl |
концентрация Na+ в |
растворе |
мг-экв |
|||
увеличилась |
на |
............................................................ |
|
|
+ 0,02 |
||
2) растворения ЫаНСОз концентрация Na+ |
в раство |
мг-экв |
|||||
ре увеличилась н |
а .......................................................... |
|
|
+ 0,1 |
|||
3) обменных реакции Na2SO.i с породой из |
раствора |
|
|||||
было |
поглощено Na+ .................................................. |
|
|
—2,16 мг-экв |
|||
|
|
|
|
|
|
—2,04 |
мг-экв |
Рассмотрим возможность обменных реакций между раствором и воздушно-сухой породой. Обмен катионами между раствором нейтральной соли и достаточно хорошо фильтрующей породой дол жен протекать в эквивалентных количествах и в данном случае идти по схеме
Na2S 04 -+ Ca2+ ^;C aS 0 .1+ Na+.