Файл: Федорова Т.К. Закономерности формирования химического состава линз пресных вод пустынь.pdf

Возможность обмена определяется (Горбунов, 1948) по соот­

где X— количество адсорбированных породой катионов; с — концентрация катионов в растворе.

Обмен катионов между породой и раствором возможен, если левая часть неравенства больше правой. Обр. 13, представляющий собой алеврито-глинистый песок, содержал в поглощенном ком­ плексе 1 мг-экв Са2+ и 0,03 мг-экв Na+. В выщелачивающем раство­ ре Д2-1 было 2,45 мг-экв Na+ и 4,76 мг-экв Са2+. Таким образом, для данного случая значение левой части неравенства более чем в 7 раз превышает значение правой, т. е. соотношение между коли­ чествами поглощенных обменных кальция и натрия в породе на­ много выше, чем соотношение этих катионов в растворе. Это позво­ ляет полагать, что обмен между натрием раствора и поглощенным кальцием породы возможен.

В процессе выщелачивания обр. 26 был сформирован раствор До-26 с более высокой минерализацией (0,37 г/л). Одновременно концентрации ионов кальция и гидрокарбоната значительно пони­ зились, а ионов натрия и сульфата возросли.

Выщелачивание обр. 36 (глина) из нижней части зоны аэрации и обр. 39 (супесь) из верхней части водоносного горизонта обус­ ловило увеличение минерализации и содержания ионов кальция, натрия, магния, сульфата и гидрокарбоната. Минерализация и кон­ центрации ионов растворов выщелачивания образцов водоносного горизонта то увеличивались, то снижались. Это, вероятно, было обусловлено изменениями в степени засоленности пород, которые отражают колебания в величине минерализации грунтовых вод с глубиной. Минерализация последнего в этом опыте раствора после выщелачивания 12 образцов составила 0,49 г/л и была на 0,1 г/л меньше минерализации первого раствора. Изменения состава рас­ творов: от сульфатно-гидрокарбонатного натриево-кальциевого к сульфатно-гидрокарбонатному натриевому. Растворы относятся к I и II типам, преобладает I тип.

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 скв. 17-г. Минерализация исходного раствора Дз 0,08 г/л, состав сульфатно-гидрокарбонатный натриевый. В процессе выще­ лачивания обр. 1 минерализация раствора возросла до 0,31 г/л, наибольшие концентрации отмечены для ионов кальция, гндрокарбоната и сульфата. Последовательная фильтрация растворов через образцы зоны аэрации сопровождалась незначительными колеба ниями их минерализации; концентрации ионов кальция и гидрокар­ боната уменьшались, а ионов натрия, хлора и сульфата увеличива­ лись. Несколько большие изменения отмечены при выщелачивании образцов водоносного горизонта: минерализация растворов состав­

85

что обусловлено различными методами проведения этих лабора­ торных исследован иіі.

Следует отметить, что 46 растворов выщелачивания (из 68) от­ носились к I типу. Увеличение содержания соды происходило по ме­ ре выщелачивания пород, максимальные значения ее были получе­ ны в конце опытов при выщелачивании последних образцов и дос­ тигали 0,65—0,,84 мг-экв, что составляло 12—17% от солевого соста­ ва растворов. Среди исследованных пород преобладали полнмиктовые полевошпато-кварцевые пески. В настоящее время широко из­ вестно объяснение образования содовых вод в результате выветри­ вания полимиктоБЫх песчаных накоплении, при котором из поле­ вых шпатов и других алюмосиликатов нон Na+ выносится водой и, соединяясь с ионом НСОз- , образует соду.

Как известно, формирование содовых вод возможно при усло­ вии, когда Н С О з“ > С а 2++ Mg2+, т. е. когда в растворе имеется ион Na+. Наличие в породах хорошо растворимых солей, какими являются соли натрия, зависит, по-видимому, не столько от мине­ рального состава водоносных пород, сколько от степени промытостп этих пород. Частых географических совпадений областей распрост­ ранения полимиктовых песков и содовых вод недостаточно для вы­ вода о генезисе содовых вод.

СОСТОЯНИЕ КАРБОНАТНО-КАЛЬЦИЕВОГО

РАВНОВЕСИЯ СИСТЕМЫ

ПРИРОДНАЯ ВОДА~^~ ПОРОДА Z + 1 ГАЗЫ

В процессе взаимодействия природных вод с породами происходят изменения концентрации ионов, обусловленные растворением солей из пород и выпадением их в осадок. В маломинерализованных во­ дах преобладают ионы кальция и гидрокарбоната, степень насы­ щения этими нонами природных вод, тесно связанных с атмосфе­ рой, позволит оценить состояние карбонатно-кальциевого равнове­ сия. Характеристика насыщенности карбонатом кальция приводит­ ся для дождевых, поверхностных и грунтовых вод.

Дождевые воды

Минерализация дождевых вод изменяется от 16,9 до 287 мг/л, со­ став их гидрокарбонатный и сульфатно-гидрокарбонатный кальцие­ вый или кальциево-натриевый. Произведение активностей ионов Са2+ и С032~ колеблется от 10~13'3Gдо 10 ~а'63, что указывает на то, что эти воды не насыщены карбонатом кальция (табл. 14).

Поверхностные воды

Минерализация поверхностных вод изменяется от 0,11 до 1,6 г/л. Состав вод рек Амударьи, Таласа и оз. Карамола гидрокарбонатный натриево-кальциевый, вод р. Сырдарьи сульфатный мажиево-

87

кальциево-натриевый, р. Теджена сульфатмо-хлоридный кальциево­ натриевый и р. Мургаба хлоридный натриевый. Из табл. 15 вид­ но, что поверхностные воды являются ненасыщенными по отноше­ нию к карбонату кальция.

Грунтовые воды

Я сх а н е к а я линз а . В пределах центрального, вытянутого в ши­ ротном направлении района в верхней части водоносного горизонта распространены воды, произведение активностей ионов Са2+ и СОз2- в которых изменяется от ІО-'9-75 до 10~8’5! (таібл. 16), т. е. эти воды не насыщены карбонатом кальция.

На западе, северо-западе и юге линзы у зеркала водоносного горизонта развиты воды, близкие к состоянию насыщения карбона­ том кальция. Глубина их залегания 4,5—41,2 м от поверхности зем-

88

ли, минерализация 0,6—4,9 г/л, преобладают хлоридные натриевые воды. Произведение активностей ионов Са2+ и СОз2колеблется от ІО-8'38 до 10~8'09 (табл. 17).

Южнее линзы, среди района распространения близких к состоя­ нию насыщения СаС03 вод, в верхней части водоносного горизонта на отдельных участках известны пересыщенные СаСОз воды (см. табл. 17), вскрытые на глубине 4,9—13,5 м от поверхности земли. Минерализация 0,76—3,5 г/л, состав хлоридный натриевый, гидро-

89