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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

 

 

 

 

 

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

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 26

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+.