Файл: Сыдыков, Ж. С. Гидрохимические классификации и графики.pdf

7. Класс Аз — доминирует третья щелочность, т. е. карбо­ наты и гидрокарбонаты железа и алюминия.

Классификация Н. И. Толстихина (1937), известная под названием «Нумерация природных вод», охватывает все их разнообразие в природе. Сущность нумерации вод по химиче­ скому составу заключается в том, что вычисленные в про- цент-эквивалентах группы (аналогичные характеристикам Ч. Пальмера) анионов и катионов (принятые каждые в от­ дельности за 100%) наносятся на диаграмму в виде графи­

N a + n *...-

Милливоль % сильных основании

Первая соленость для и, ш и /у классов

Линия о для второй щёлочности ш и /у нлоссов

Рис. 6. График-квадрат Н. И. Толстихина.

анионам) и 10 горизонтальных (по катионам) рядов, образу­ ющих 100 малых квадратов со стороной, соответствующей

10%-экв. Каждому квадрату присвоен свой порядковый но­ мер (справа налево и сверху вниз), который и обозначает но­ мер воды по химическому составу.

62

Нумерацию воды можно определить и арифметическим путем. Для этого прежде всего суммируют процент-эквивален­ ты сильных оснований. Десяток, к которому относится по­ лученная сумма, округленная до целых чисел, обозначается ль Затем суммируют процент-эквиваленты сильных кислот путем замены единицы в двухзначных числах нулем и обо­ значают л2. Если при этом сумма оказывается однозначной, то при определении л2 она в расчет не принимается. Искомый

На основании номера воды можно подсчитать сумму про­ цент-эквивалентов пальмеровских групп ионов (с, I, Si, А) и определить принадлежность вод к I, II, III и IV классам Ч. Пальмера. Однако эта классификация не позволяет судить о количествах солей хлоридов и сульфатов, кальция и маг­ ния в воде порознь, поскольку

годаря двойной нумерации компонентов на видоизменен­ ном графике-квадрате (рис. .7), основанной на принципе

63

петрологической классификации Е. С. Федорова и вектор­ ных диаграмм О. С. Джикии (1963) и Л. А. Шимановского

(1963).

Геохимическая классификация А. Н. Павлова и В. Н. Ше­ мякина (1967) достаточно полно отображает одно из важных свойств природных вод — степень геохимической активности.

Последняя авторами охарактеризоваиа величинами кон­ центраций водородных ионов (pH), окислительно-восстано­ вительного потенциала (Eh), растворенных в воде кислоро­

Зависимость между Eh и pH изображена на диаграмме Eh — pH (рис. 8), на которой линии 1—4 показывают следую­ щие границы:

1 — верхняя граница устойчивости вод в зависимости от

Eh и pH;

2 — граница между водами с окислителями и переходны­

3 — граница между водами с переходными к окислитель­ ным и восстановительным свойствами, выбранными на осно­

64

Вертикальные линии диаграммы 5—9 соответствуют по­ ложениям диссоциации некоторых равновесий, характерных для следующего состава природных вод: 5—HoS04^ H SO /4+

[СОз/,]=[НСОз1 (рН~10,3).

Таким образом, диаграмма делится на поля I—XIX, ко­ торые характеризуют группы по окислительно-восстанови­ тельным и кислотно-основным свойствам. По этим свойствам исходя из величины pH, зависящей от Eh, выделяются следу­ ющие группы природных вод: сильнокислые (рН <1,9), кис­ лые (1,9< р Н < 4,1), слабокислые (4,1 < pH < 7), нейтральные (рН =7), слабощелочные (7 < р Н < 8 ,3 ), щелочные (8 ,3 < < pH < 10,3), сильнощелочные (pH^10,3).

Классификации по преобладающим компонентам и их соотношению

Эта группа гидрохимических классификаций учитывает не только преобладающие ионы химического состава природ­ ных вод, но и наиболее характерные соотношения между от­ дельными компонентами. Она позволяет судить, хотя и ори­ ентировочно, о природных обстановках, в которых они фор­ мируются. К этой группе применительно к подземным водам относятся классификации Н. С. Звоницкого (1931), М. Г. Ва-

ляшко (1935, 1952, 1958), В. А. Сулина (1946), О. А. Алекина (1946), С. А. Дурова (1948), В. М. Левченко (1948), А. Г. Берг­ мана (1954), Г. Н. Каменского (1958), Н. В. Тагеевой (1958, 1962), Л. С. Балашова (1960), С. Д. Четверикова (1961),

М, П. Елисеевой (1967). Среди них наиболее характерны клас­ сификации В. А. Сулина и О. А. Алекина, в которых при сходных основах систематизации вод по химическому соста­ ву в одной (у В. А. Сулина) преобладающая роль отводится соотношениям ионов, а в другой (у О. А. Алекина) — преоб­ ладающим компонентам.

Классификация Н. С. Звоницкого (1931) является наибо­ лее ранней среди рассматриваемой группы гидрохимических классификаций, основанной на сочетаниях преобладающих

ионов (по процент-эквивалентному содержанию) и солевых компонентов в составе вод. Она была разработана примени­ тельно к минеральным водам и разделение вод в ней произ­ ведено в зависимости от содержания в них шести основных ионов. Однако наряду с наименованием вод по этим ионагл были сохранены и традиционные названия по гипотетиче­ ским солям (щелочные, соляные, гипсовые, глауберовые и т. д.). В схеме Н. С. Звоницкого (рис. 9) были предусмотре­ ны и сложные «гибридные» воды.

Рис. 9. Классификация подземных (минеральных) вод, по Н. С. Звоницкому.

Классификация В. А. Сулина (1946) в отличие от ранней классификации (Сулин, 1935), разработаной применительно к нефтяным водам, распространяется на все природные воды земли. При этом классы и подклассы вод, выделенные преж­ де как самостоятельные единицы, здесь включены как одни из элементов классификации.

Следует отметить, что гидрохимическая часть классифи­ кации В. А. Сулина разработана на фоне выделения более крупной таксономической единицы — семейств природных вод. Кстати, этот принцип автора последующими интерпре­ таторами его «генетической классификации» забывается.

Следуя В. И. Вернадскому (1933—1936), В. А. Сулин вы­ деляет следующие три основные с е м е й с т в а п р и р о д н ы х вод: 1) воды атмосферы; 2) воды земной поверхности (под­

семейства: реки и временные водотоки, озера, болота, моря, иловые воды); 3) воды земной коры (подсемейства: почвен­ ные растворы, грунтовые и пластовые воды, воды кристал­ лических и массивных пород, тектонических трещин, грязе­ вых вулканов и сопок, нефтегазовых месторождений, вулка­ нов и гейзеров и т. д.). Химический (солевой) состав воды отдельных семейств и подсемейств всецело зависит от основа

66