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

Царство VI. Подземные пары. Класс V. болевые формы газообразных форм

Царство VII. Наземные пары

Царство VIII. Подземные пары

Царство IX. Глубинные пары (метаморфические и магмати­ ческие).

Класс VI. Пары — рассолы

Царство X. Подземные пары

Царство XI. Глубинные водяные пары

Т р е т ь я п о д г р у п п а . Ж и д к а я п р и р о д н а я в о д а . Класс Vn. Пресные воды.

Царство XII. Поверхностные воды Царство XIII. Подземные воды

Класс VIH. Соленые воды

Царство XIV. Поверхностные соленые воды Царство XV. Подземные соленые воды Царство XVI. Глубинные соленые воды

Класс IX. Рассолы

Царство XVII. Поверхностные воды Царство XVIII. Подземные воды Царство XIX. Глубинные рассолы

Классификация М. С. Гуревича и Н. И. Толстихина (1961)

занимает особое место среди рассматриваемых выше класси­ фикаций, поскольку в ней сделана попытка привлечь все глав­ ные химические и биологические компоненты природного водного раствора. Она основана на трех, указанных В. И. Вер­ надским, показателях природных вод: концентрации солей и газов, преобладающих компонентах химического и биохи­ мического состава и некоторых характерных микрокомпо­ нентах. Основываясь на этих показателях и пользуясь номен­ клатурой, широко применяющейся в палеонтологии и био­ логии, указанные авторы в своей классификации (табл. 22) выделяют отряды, подотряды, надсемейства, семейства, под­ семейства и другие классификационные категории подзем­ ных вод.

Таблица 22

Схема химической классификации подземных вод, по М. С. Гуревичу и

Н. И. Толстихину

I.Концентрация компонентов

О т р я д п о д з е м н ы х в о д по концентрации (% от веса воды): а) весьма слабогазоносные (< 0 ,0 1 ); б) газоносные (0,01—0,1): слабога­ зоносные (0,01—0,05) и умеренно газоносные (0,05—0,1); в) сильногазо­

лоноватые (1— 10): слабосолоноватые (1—3,5) и сильносолоноватые (3,5—

88

ные, азотные, углекислые. По смешанным газам: азотно-углеводородные,

онам с детализацией по вторым преобладающим анионам (%-экв): хлоридные, сульфатные, гидрокарбонатные, кремнекислые и др.

П о д с е м е й с т в о п о д з е м н ы х в о д по первым преобладающим катионам с детализацией по вторым преобладающим катионам (%-экв): натриевые, магниевые, кальциевые и др.

рактерных компонентов солевого состава, обычно присутствующих в не­ значительном количестве: йодистые, бромистые, железистые, строн­ циевые, медистые, гуминовые и др. (мг/л, мкг/л, % от веса воды).

IV. Биогеохимический состав

Т и п п о д з е м н ы х в о д по количеству, характеру микрофлоры и ее биологической реакции на присутствующие в составе воды химиче­ ские элементы.

При использовании рассматриваемой классификации авторы ее предлагают изображать состав воды в виде услов­ ных формул, сочетая известную формулу М. Г. Курлова (для ионного состава вод) с формулой М. С. Гуревича (для газо­ вого состава вод). Последняя строится таким образом: в ос­ новании буквы Г (газ) указывается величина отношения де­ битов газа и воды, сверху — упругость газа в атмосферах. Справа от буквы, в числителе псевдодроби указывается про­ центный состав свободно выделяющегося газа, а в знаме­ нателе — растворенного газа в порядке уменьшения его со­ держания. Справа от дроби записывается содержание редких газов, а также H2S, Rn и др. (в основании индекса — содер­ жание растворенных, а вверху — свободно выделяющихся газов в объемных процентах). Например, состав воды Омской скважины (1-р, глубина 1821—1826 м) изображается в таком виде:

Эта вода может быть названа слабогазоносной рассольной метановой хлоридной натриево-кальциевой бромистой водой с минерализацией 118 г/л (ТУ — тяжелый углеводород).

89

ГРАФИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ИЗОБРАЖЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Значение графиков и диаграмм во всех научных дисцип­ линах, где приходится иметь дело с цифровыми данными, в частности в гидрогеологии и гидрогеохимии, велико. Многие факты, хорошо видные на графиках, легко ускользают от внимания, будучи рассредоточенными в столбцах чисел. Гра­ фики дают не только наглядное и краткое представление о существующих в наблюдениях числовых соотношениях, но и экономят время специалистов, помогают им систематизиро­ вать, сопоставлять и интерпретировать в определенном на­ правлении цифровые данные и устанавливать закономерно­ сти.

В гидрогеохимии, тесно соприкасающейся с физико-хи- мией и химией, с одной стороны, с петрохимией и геохимией, с другой, со все более нарастающим темпом накопления циф­ ровых данных растет и число различного рода графиков и диаграмм. К тому же то большое многообразие гидрохими­ ческих классификаций, рассмотренных выше, несомненно, отражается в тесно связанных с ними графических методах изображения химического состава вод. Это вполне понятно, если учесть, что авторы многих классификаций одновремен­ но предлагали свои варианты гидрохимических диаграмм, а для иных они были разработаны позже другими исследо­ вателями. Лишь некоторые классификации, особенно комп­ лексные, включающие разнозначные параметры, не имеют своей графической формы изображения.

Поскольку гидрохимические диаграммы и классифика­ ции тесно связаны между собой, первые являются наглядной формой отображения вторых, и исторически они возникли почти одновременно.

Одной из первых форм изображения состава воды был график X. Квинке, предложенный в 80-х годах прошлого сто­ летия. Позже (1891 г.) он был применен М. Батлером для по­

90

каза состава минеральных вод Германии. В России такого ро­ да графики использовались в 1910—1911 гг. Л. Я. Ячевским, в 1912—1914 гг. Э. Э. Карстенсом, А. Н. Огильви, Ж. И. Штанге, в 1926 г. Н. Н. Славяновым. Составные части воды отображались в виде расположенных рядом

ческих графиков все же мало обращали внимания на опыт изображения многокомпонентных систем в других отраслях знаний. В частности, в петрохимии более совершенные гра­ фики, типа треугольников Фере, для изображения трехком­ понентных систем, причем не одиночных, а массовых анали­ зов, были использованы еще в 1873 г. американским ученым

91

Дж.' Гиббсом, позже (1893 г.) в несколько ином виде — Б. Розебомом, а в 1896 г. — Е. С. Федоровым. Тем не менее эти первые, простые по форме графики дали возможность произвести сравнение различных типов подземных вод.

В последующие годы в связи с дальнейшим развитием гидрогеологии, проникновением в нее химических и физико­ химических методов, а позже с возникновением и интенсив­ ным развитием новой отрасли гидрогеологии — гидрогеохи­ мии — в процессе накопления всевозрастающего количества аналитических данных разными исследователями предлага­ лись многочисленные и разнообразные по форме, содержа­ нию и принципам построения гидрохимические графики.

100%

Рис. 18. Графики-треугольники, построенные по ме­ тоду Дж. Гиббса (А) и Б. Розебома (Б).

Среди предложенных графиков наибольшее распростра­ нение получила треугольная форма изображения анализов по методу Дж. Гиббса (рис. 18, А). На них анионы и катионы наносятся (в процент-эквивалентах) отдельно на двух само­ стоятельных фигурах. Этот тип графика имеет большое пре­ имущество перед другими способами, несмотря на то, что первоначально несколько затруднительным явилось нанесе­ ние на него результатов анализа и особенно чтение по нему найденного состава воды, если даже одна из сторон треуголь­ ника горизонтальна. На это указывал в 1893 г. Б. Розебом, предложивший свой способ нанесения трехкомпонентного состава смеси в треугольной диаграмме (рис. 18, Б). Кроме того, раздельное изображение анионов и катионов на двух самостоятельных треугольниках затрудняло составление ло­ гического суждения об едином составе подземных вод. В свя­ зи с этим некоторыми исследователями были предложены различные варианты совмещения ионных треугольников, в том числе путем их наложения И изображения анионов й ка­ тионов одной векторной диаграммой (Роговская и Морозов, 1964).

93