Файл: Сыдыков, Ж. С. Гидрохимические классификации и графики.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 53
Скачиваний: 0
основных критериев еще и солевую форму выражения анали зов или характерных соотношений, указывающих на наличие тех или иных специфических в данной обстановке солей. Эта идея была использована еще в первых работах Н. С. Курни кова (1896—1897) по изучению условий образования и хими ческого состава вод солевых озер, а позже его последователя ми (Кротов, 1930; Валяшко, 1935, 1952, 1958; Эпштейн, 1939; Левченко, 1948; Бергман, 1954 и др.).
Ионный и солевой принцип применительно к минераль ным водам был использован Н. С. Звоницким (1931) при пост роении классификации, в которой в соответствии с принятым' принципом наряду с названием вод по основным ионам были сохранены и традиционные названия по гипотетическим со лям (соленые, горькие, гипсовые, глауберовые и др.). Но в наиболее стройной форме этот принцип был заложен в клас сификациях В. А. Сулина (1946) и О. А. Алекина (1946), раз работанных одновременно и получивших широкую популяр ность среди гидрогеологов. Подробное изложение этих клас сификаций будет дано ниже. Здесь лишь отметим, что их различные вариации в дальнейшем освещались в трудах ря да исследователей (Тагеева, 1955, 1962; Каменский, 1958;
Посохов, 1961, 1965; Сыдыков, 1964, 1966 и др.).
К особой группе принадлежат гидрохимические класси фикации, используемые для оценки лечебных свойств под земных минеральных вод, в которых помимо их ионного или солевого состава учитываются бальнеологически ценные эле менты и соединения. К этой группе в наиболее обоснованной форме относится получившая широкую известность в СССР' классификация В. А. Александрова (1932), несколько изме ненная и дополненная впоследствии (Александров, 1956). В ней кроме пяти классов вод, различающихся по ионному сос таву, минеральные воды разделены по особым качествам в зависимости от наличия активно действующих на организм человека микроэлементов (железистые, мышьяковистые, йо до-бромные, кремнистые и с другими активными ионами). В настоящее время для типизации лечебных минеральных вод в СССР принята более совершенная классификация В. В. Иванова и Г. А. Невраева (1964).
Подобные классификации, но разные по принципу по строения существуют в Западной Европе и США. Среди них наиболее часто применяется классификация Е. Гинца и Л. Грюнхута, приведенная в работе Р. Кампе (1937). В 1956 г. появилась новая французская классификация лечебных ми неральных вод (по Г. Жиро и И. Вер), а несколько позже (1963 г.) — чехословацкая классификация О. Хыне.
9;
Генетическая особенность природных вод вообще и под земных в частности наиболее наглядно может быть представ
лена в классификациях, где наряду с ионно-солевым |
соста |
вом и отдельными специфическими растворенными |
компо |
нентами учитывается газовый состав вод, как растворенных, так и свободно выделяющихся. Научно обоснованная гидрохимическая классификация такого типа составлена В. И. Вернадским в 1929 г., которая затем была несколько ви доизменена и дополнена в его капитальной сводке «История минералов земной коры, т. II. История природных вод» (1933—1936). Здесь на фоне атомно-весовой классификации химического состава различных классов природных вод (пресных, соленых и рассольных), различающихся по кон центрации растворенных компонентов, но связанных с еди ной формой их нахождения в природе (семейства речных, озерных, морских, грунтовых, пластовых, глубинных и дру гих вод), выделяются подклассы вод по газовым компонен там (кислородные, углекислые, азотные, метановые, серово дородные и водородные).
Правда, состав растворенных газов и раньше учитывался при построении классификаций минеральных вод (в частно сти, В. С. Садыковым в 1916 г. и др.). Но впоследствии этот компонент стал обязательным во всех классификациях мине ральных вод (Александров, 1932, 1956; Иванов и Невраев, 1964 и др.). Применительно к подземным водам он был ис пользован в классификации А. М. Овчинникова (1954), наз ванной им «гидрогеохимической системой природных вод». В ней основное классификационное значение придается газо вому составу, но учитывается также ионно-солевой состав вод, и на этой основе выделяются 24 класса с газами, образо вавшимися в окислительной, восстановительной и метамор- ■фической обстановках. Гидрохимическая классификация, ос нованная на этих же принципах, предложена позже М. С. Гу ревичем и Н. И. Толтихиным (1961).
К указанной группе примыкают появляющиеся лишь в последние годы гидрохимические классификации, в которых помимо растворенных в воде химических и солевых компо нентов учитывается изотопный состав солей воды и ее состав ляющих элементов — водорода и кислорода. Отдельные фрагменты их приведены в СССР в работах А. С. Уклонского (1965), А. Е. Бабинца (1967), А. Н. Султанходжаева (1967, 1972) и др., а за границей — Д. Е. Уайта (1957), Д. Е. Уайта и Г. А. Воринга (1963) и др. Из последних наибольшей пол нотой отличаются предварительные критерии генетической гидрохимической классификации с учетом изотопного соста ва и температуры вод, обобщенные в книге С. Дэвиса и Р. де
10
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
Предварительные критерии классификации основных типов подземных |
вод |
||
Тип воды |
|
Химический состав |
Изотопный состав |
Температура |
Метеорная |
Зависит от состава поверхностных |
Такой же или близкий к составу |
От низкой до уме |
|
|
зод и подстилающих пород |
поверхностных вод |
ренной |
|
Морская |
Очень |
близка по составу к воде |
Такой же или близкий к составу |
От низкой до уме |
|
океана; может содержать Са боль- |
океанической воды |
ренной |
|
|
ше, чем |
океаническая вода |
|
|
Погребенная (хлоридного типа)
Метаморфическая
Обогащена J, В, Si02, связанным |
Соотношение Н2/Н' такое же или |
От умеренной до |
|||||
Na, Са; с низким содержанием |
SO4 меньше, чем в океанической |
воде; |
несколько повышен |
||||
и Mg по сравнению |
с океанической 0 |8/0 'с больше, |
чем в океанической |
ной |
||||
водой |
|
|
воде |
|
|
|
|
Мало изучен. Высокое содержание |
Мало изучен. |
Соотношение |
Н2/Н1 |
От умеренной до |
|||
связанного С02 и В, |
низкая |
кон такое же или меньше, |
чем в океани |
повышенной |
|||
центрация С1 по сравнению с океа |
ческой воде; 0 ,8/0 1в |
больше, |
чем в |
|
|||
нической водой. Умеренно высокое океанической воде |
|
|
|
||||
содержание J |
|
|
|
|
|
|
|
Магматическая (вул |
Относительно высокое содержание |
Мало |
изучен. Соотношение |
Н2/Н' |
Высокая |
||
каническая натрие- |
Li, F, Si02, В, S, |
С02. |
Низкая кон |
меньше, |
чем в океанической |
воде; |
|
во-хлоридного типа) центрация J, Вг, |
Са, |
Mg и связан |
O'VO"3 больше, чем в океанической |
|
|||
|
ного Na |
|
|
воде |
|
|
|
Уиста (1966), переведенной на русский язык |
в |
1970 г~ |
|
(табл. 1). |
|
|
|
Каждой классификации соответствует определенный тип: |
|||
графических изображений химического состава |
подземных |
||
вод, предложенных авторами классификаций |
или |
другими |
|
исследователями. Гидрохимические графики, |
так же как и |
сами классификации, усложнялись со временем: если перво начальные зачастую представляли собой разномасштабные линии или прямоугольники, то новые включают сочетании различных геометрических фигур, о чем подробнее будет из ложено ниже.
ФОРМЫ ВЫРАЖЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ АНАЛИЗОВ ВОД
Результаты химических анализов вод могут быть пред ставлены в разных формах, которые в дальнейшем служат основой построения гидрохимических классификаций. По ме ре развития идей и методов изучения химизма природных Вод и принципов их типизации совершенствовались и формы выражения химического состава вод. До настоящего времени были предложены следующие формы выражения состава вод: 1) солевая, 2) окисно-ангидридная, 3) атомная, 4) по от ношению к весу или объему воды, 5) ионная, 6) эквивалент ная, 7) молекулярная и 8) комбинирования отдельных ионов
в группы.
Солевая форма выражения состава вод широко применя лась в прошлом, а в настоящее время используется отдельны ми исследователями при систематизации химического соста ва подземных (Нрежде всего соленых и рассольных) вод как дополнительный элемент характеристики природной обста новки их образования. Особенно широкое развитие она полу чила в классических исследованиях академика Н. С. Курга нова и его школы состава соляных озер (Курнаков, 1896; КурйакоВ и Жемчужный, 1917; Кротов, 1930; Валяшко, 1935, 1952 и др.).
В прошлом столетии (70—80-е годы), когда в комбиниро вании получаемых аналитическим путем радикалов’ в соли определенной системы еще не существовало, в зависимости от индивидуального усмотрения отдельными исследователя ми (химиками) солевой состав одной и той же воды выражал ся совершенно различно. И наоборот, при искусственном ра створении различных солей в определенной пропорции мож но установить в растворе одно и то же количество ионов. Как показали эксперименты В. А. Приклонского и Ф. Ф. Лаптева
(1949), количество ионов (Mi/л) Na"—46,0, Mg" —24,3, СГ—
13