Минерални индустриални и термални води. Термални води

Разпространените у нас минерални води са много разнообразни по качество. Тясната връзка, която съществува между химичния състав на водата, състава на скалите и хидрологичните условия ни позволява да ги разделим на три големи групи. Най-често има води от третата група: солени силно минерализирани води. Минералните води с лечебна стойност имат умерена минерализация в границите на концентрациите на питейната вода. Минералните води за баня са с повишена минерализация до 120-150 g/kg.

Основната маса от лечебни минерални води е ограничена до артезиански и адартезийски басейни. В горния етаж на тези структури в сухоземни райони във влажен климат са широко развити води без „специфични“ компоненти на сулфатен и хлориден състав, по-рядко железни, радонови, сероводородни и понякога от типа „нафтуся“ с висока съдържание на органични вещества. В райони със сух климат (Каспийска низина и др.), В горното ниво на тези структури се развиват предимно солени хлоридно-сулфатни води без "специфични" компоненти.

В долното ниво на артезиански и адартезийски басейни с халогенни образувания повсеместно се срещат бромни, на места йодни, сероводородни и радонови води.

В хидрогеоложки масиви и адмасиви в райони, които не са обхванати от активиране (със сравнително слабо разчленен релеф), радонови и железни минерални лечебни води са широко разпространени. В активираните зони тези структури съдържат и силициеви води, местно радон и сероводород, по-рядко бром и йод.

В областите младо и модерно различни видовеструктури се образуват въглекисели лечебни води с различен йонно-солев състав и минерализация. Сред тях са железни, арсенови, бромни, йодни, сероводородни, борни и други разновидности.
Потенциалните ресурси на терапевтични минерални води в Русия са много големи. В артезианските басейни на платформите (Източноевропейски и други) са разпространени минерални води без „специфични” компоненти: бромни, йодни, както и сероводородни, силикатни и др. Модулите на потенциалните ресурси варират от 1 до 50 m3/ ден-км2. В тези региони дебитите на кладенци с минерални води често достигат 500-600 m3 / ден, което отговаря на нуждите на курортите.

Общите потенциални ресурси на въглеродните води са 148 хил. m3/ден, от които третата част (50 хил. m3/ден) се намират в кавказки регион. Потенциалните ресурси на азотни терми - 517 хиляди m3 / ден - са концентрирани главно в Курилско-Камчатския сгънат регион.

Индустриалните минерални води са разпространени главно в артезиански (и адартезиански) басейни, където са представени от бромни, йодни, йодо-бромни, борни и поликомпонентни (K, Sr, Li, Rb, Cs) течни руди.

Значителни ресурси от йодни води са ограничени до зоната на солена вода в много артезиански басейни. Те са особено големи в басейните на Западносибирската плоча (1450 хиляди m3/ден).
Бромните или йодо-бромните промишлени води са почти универсално свързани със саламура с минерализация до 140 g/kg. Поликомпонентни промишлени води с много високи концентрации на бром, калий, стронций, често редки алкални елементи, а понякога и тежки метали (мед, цинк, олово и др.). Такива разсоли са особено разпространени в басейни, в структурата на които участват дебели слоеве от халогенни образувания. Те включват басейните на Сибир (Ангаро-Лена и Тунгуска) и руските платформи (Урал, Каспий).

Индустриален- вода, съдържаща определени компоненти в концентрации, позволяващи извличането им за промишлени цели. Срещат се на дълбочина над 500 m и заемат малки площи. Те се характеризират с йод, бром, бор, литий, германий, мед, цинк, алуминий и волфрам.

минерал- вода, имат благоприятен ефект физиологично влияниевърху човешкото тяло поради обща минерализация, йонен състав, газово съдържание и активни компоненти. Минерализацията им е над 1 g/l (солени - до 10 g/l, солени - 10-35 g/l, разсоли - над 35 g/l). Има лечебни води с минерализация до 1 g/l с високо съдържание на специфични биологично активни компоненти. Минералните води се делят на студени (до 20С), топли (20-37С), термални (37-42С), горещи (над 42С). Те също се делят на железни, арсенови, сероводородни, въглеродни, радонови, йодни, бромни. Провинциите на въглеродните води са ограничени до райони на алпийско нагъване (Кавказ, Памир, Камчатка и др.), А хлоридните води - до дълбоките части на големи артезиански басейни.

2.8 Физически свойства и химичен съставподземни води

Най-простата формула H 2 O има молекула на парообразна влага - хидрол; водна молекула в течно състояние (H 2 O) 2 дихидрол; в твърдо състояние (H 2 O) 3 -трихидрол.

Изследването на физичните свойства и химичния състав на подземните води е необходимо за оценка на тяхното качество за питейни и промишлени и стопански цели, за определяне на хранителните условия, произхода и при избора на материал за закрепване на минни изработки и избор на минно оборудване.

Основните физични свойства на подземните води са температура, прозрачност, цвят, мирис, плътност, радиоактивност.

Температурата на подпочвените води варира в широки граници: в районите с вечна замръзналост е до -6C, в районите на вулканична активност - над 100C.

По температура водата се разделя на много студена - до + 4C; студено - 4-20C; топло - 20-37C; горещо -37-42C; много горещо - 42-100C. Температурата на водата значително влияе върху скоростта на физичните и химичните процеси.

Температурата на плитките подпочвени води е +5 - +15С, на дълбоко потопените води на артезианските басейни - +40- +50С; на дълбочина 3-4 км се разкриват води с температура над 150С.

Прозрачността на водата зависи от наличието на минерални соли, механични примеси, колоиди и органични вещества. Подпочвените води са прозрачни, ако 30 cm слой не съдържа суспендирани частици.

Цветът на водата зависи от химичния състав и наличието на примеси. Подземните води обикновено са безцветни. Твърдите води имат синкав оттенък, солите на железния оксид и сероводорода придават на водата зеленикаво-син цвят, органичните хуминови киселини оцветяват водата в жълто, а водите, съдържащи манганови съединения, са черни.

Няма миризма на подпочвени води. Специфична миризма може да се дължи на наличието на сероводородни съединения, хуминови киселини, органични съединения, образувани по време на разлагането на животински и растителни остатъци. За да се определи миризмата, водата се загрява до 50-60C.

Вкусът на водата зависи от наличието на разтворени минерали, газове и примеси в нея. Натриевият хлорид придава на водата солен вкус, сулфатните соли на натрия и магнезия - горчив, азотните съединения - сладък, а свободната въглена киселина - освежаващ. При определяне на вкуса водата се загрява до 30С.

Плътността на водата се определя от разтворените в нея соли, газове, суспензии и температура.

Радиоактивността се дължи на наличието на естествени радиоактивни елементи: уран, радон, радий, техните разпадни продукти - хелий, образуването им се определя от геоложки, хидрогеоложки и геохимични фактори.

Поради наличието на три изотопа на водорода - 1 H (протиум), D (деутерий), T (тритий) и шест изотопа на кислорода 14 O, 15 O, 16 O, 17 O, 18 O, 19 O, има 36 изотопни разновидности на водата, от които само девет са стабилни.

Съединението D 2 O се нарича тежка вода, чието съдържание в природата е 0,02.

Изследването на състава и свойствата на подземните води се извършва на всички етапи от проучването, както и в процеса на откриване и експлоатация на находища.

Изследването на състава на подземните води преследва основните цели:

Установяване годността им за битово и питейно-техническо водоснабдяване;

Оценка на възможното вредно въздействие на водата върху бетонните и метални конструкции на рудници и минно оборудване.

Химичният състав на подземните води също дава възможност да се преценят характеристиките на образуването и храненето на подземните води, връзката на водоносните хоризонти.

Химичният състав на подземните води се определя от количеството и съотношението на съдържащите се в тях йони (минерализация на водата), твърдостта, количеството и състава на разтворените и неразтворените във водата газове, реакцията на водата (pH), агресивността и др.

Основните химични компоненти на подземните води са катиони - Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, аниони - HCO 3 -, Cl -, SO 4 2-, микрокомпоненти - Fe 2+, Fe 3+, Al 3+ , Mn 2+, Cu 2+, Zn 2+, Br, I, N, газове - N 2, O 2, CO 2, CH 4, H 2, сложни органични съединения - феноли, битум, хумус, въглеводороди, органични киселини .

Химичният състав на подземните води се изразява в йонна форма в mg/l и g/l.

Основните източници на тези компоненти са скали, атмосферни газове, повърхностни води и геохимични условия, които са се развили в района на разпространение.

По отношение на минерализацията подземните води могат да бъдат пресни, със соленост до 1 g/l, слабо солени - 1-3 g/l: солени - 3-10 g/l, силно солени - 10-50 g/l и разсоли - повече от 50 g/l l.

Твърдостта на водата (H) е свойство на водата, което се дължи на наличието на калциеви и магнезиеви соли в нея. Твърдостта се изразява в mg. еквив./л. Има обща, временна и постоянна скованост.

Обща твърдостсе оценява чрез съдържанието на Ca 2+ и Mg 2+ соли под формата на Ca (HCO 3) 2, Mg (HCO 3) 2, CaSO 4, MgSO 4, CaCl 2, MgCl 2 и се изчислява чрез сумиране на тези йони в mg. еквив./л.

където стойностите на Ca 2+ и Mg 2+ са дадени в mg/l;

20,04 и 12,16 са еквивалентните маси на калциевия йон и магнезиевия йон.

Временна скованостпоради бикарбонатни и карбонатни соли на Ca 2+ и Mg 2+: (Ca (HCO 3) 2, Mg (HCO 3) 2, CaCO 3 и MgCO 3).

Временна твърдост:

, (2.6)

където стойността на HCO 3 - се приема в mg / l, 61,018 е неговата еквивалентна маса.

Постоянната твърдост се дължи на хлориди, сулфати и некарбонатни соли на калций и магнезий. Определя се като разликата между общата и временната коравина:

H пост. = H общо. – N път. (2,7)

Твърдостта се изразява в mg. екв./л Ca 2+ и Mg 2+ в 1 мг. екв./л твърдост.

Натуралните води се разделят според степента на твърдост на пет групи (мг. екв./л): много меки - до 1,5; мека - 1,5-3; умерено твърд - 3,0-6,0; твърд - 6,0-9; много трудно - 9.0.

Алкалностпоради наличието на алкали Na + - NaOH, Na 2 CO 3 и NaHCO 3 във водата. 1 мг. екв./л алкалност съответства на 40 mg/l NaOH; 53 mg/l NaCO3 и 84,22 mg/l NaHC03.

активна реакциявода- степента на неговата киселинност или алкалност, характеризираща се с концентрацията на водородни йони pH ( десетичен логаритъмконцентрация на водородни йони, взети с положителен знак): много кисела - 5; кисело - 5-7; неутрален - 7; алкална - 7-9; силно алкална 9.

Водна агресивност- способност за разрушаване на бетонни, стоманобетонни и метални конструкции. Разграничете сулфатното, въглеродното, магнезиевото излугване и общите киселинни видове агресия.

Сулфатната агресия се определя от повишеното съдържание на SO 4 2- йон. С излишък от SO 4 2- йон, нови съединения кристализират в бетона: образува се гипс CaSO 4. 2H 2 O с увеличаване на обема със 100% и калциев сулфоалуминат (бетонен бацил) с увеличение на обема с 2,5 пъти, което води до разрушаване на бетона. Водата е агресивна към бетона, когато съдържанието на SO 4 2- йон е над 250 mg/l.

Агресивност на въглеродния диоксид. Когато е изложен на въглеродна киселина, CaCO 3 - се разтваря и се изнася от бетона. При излишък на CO 2 се наблюдава преходът на CaCO 3 към Ca (HCO 3) 2, който лесно се разтваря и отстранява от бетона.

Излишък от CO 2 20 mg / l се нарича агресивен въглероден диоксид.

Агресивността на излугването се дължи на разтварянето и излугването на CaCO 3 вар от бетон с дефицит във водата на HCO 3 - йон. Агресивни са водите със съдържание на свързан въглероден диоксид под 30 mg/l и твърдост до 1,4 mg/l.

Магнезиевата агресивност води до разрушаване на бетон с повишено съдържание на Mg 2+. В зависимост от вида на цимента, условията и конструкцията на конструкцията, SO 4 2- йон, над 250 mg/l, максимално допустимото количество Mg 2+ йони е 750-1000 mg/l.

Общата киселинна агресивност зависи от концентрацията на водородни йони pH. Водата е корозивна при pH 6,5.

2.9 Формиране на химичния състав на подземните и рудничните води

Подземните води постоянно взаимодействат с атмосферните води и скалите. В резултат на това се получава разтваряне и излугване. скали, особено карбонати, сулфати, халогениди. Ако във водата присъства въглероден диоксид, разлагането на водонеразтворимите силикати става по следната схема:

Na 2 Al 2 Si 6 O 16 + 2H 2 O + CO 2 NaCO 3 + H 2 Al 2 Si 2 O 8 (2,8)

В резултат на това във водата се натрупват карбонати и бикарбонати на натрий, магнезий и калций. Разпределението им се подчинява на общата хидрохимична зоналност. Вертикалното хидрохимично зониране се определя от геоложките условия за образуване на подземните води, свързани със състава, структурата и свойствата на скалите.

Във вертикалния разрез на земната кора се разграничават три хидродинамични зони:

а) горна - интензивността на водообмена, с дебелина от десетки до няколкостотин метра. Тук подземните води са под въздействието на съвременни екзогенни фактори. По състав - хидрокарбонатни калциеви слабоминерализирани води. Водообменът се изчислява в години и векове (средно 330 години);

б) средно - бавен водообмен. Дълбочината на зоната е променлива (около 3-4 km). Скоростта на движение на подпочвените води и тяхното дрениране е намалена. Съставът на водите в тази зона се влияе от вековни промени в екзогенните условия. Водите са натриеви, сулфатно-натриеви или сулфатно-натриево-калциеви. Водообменът продължава десетки и стотици хиляди години;

в) долен – много бавен воден обмен. Екзогенните условия тук нямат влияние. Те обикновено са ограничени до дълбоките части на падините. Разпространен на дълбочини над 1200 m и повече. Водите са силно минерализирани, съставът е калциево-натриево-хлориден и хлоридно-магнезиево-натриев. Обновяването на подземните води отнема милиони години.

Съответно хидродинамичните зони се разпределят като хидрохимични зони. Хидрохимична зона - част от артезианския басейн, относително еднородна по хидрохимичен строеж;

г) горни - сладки води със соленост до 1 g / l с капацитет 0,3-0,6 m;

д) междинни, солени и солени води със соленост 1-35 g/l;

е) по-ниски - саламура (повече от 35 g/l).

Формирането на химичния състав на подземните води в твърди минерални находища се влияе значително от окислителните и редуциращи условия, които се образуват в процеса на добив.

Въглищните залежи се характеризират с два вида естествена среда: в горните части - окислителни, в дълбоките - редуциращи.

При добива на въглища изкуствено се създава окислителна среда, в която навлизат подземни води и се нарушава хода на естествените химични процеси.

В по-дълбоките хоризонти водите са наситени с по-стабилни съединения (NaCl, Na 2 SO 4), неактивни са и устойчиви на околната среда.

При движението им по изработките се увеличава съдържанието на Ca 2+, Mg 2+ и SO 4 - във водата, повишава се твърдостта и минерализацията. В по-малка степен се повишава съдържанието на Na+, Cl-, Al 2 O 3, SiO 2, Fe 2 O 3.

С намаляване на pH, CO 3 2- понякога изчезва и се появява HCO 3 -. Съдържанието на CO 2 и O 2 варира в зависимост от ситуацията.

Най-големи промени претърпяват подземните води, идващи под формата на капки, особено в пречиствателните изработки. Киселинните води се образуват само в горните хоризонти, където навлизат подземни води с ниска соленост и по-малко алкалност. Обикновено киселите води се образуват в стари изоставени разработки.

Киселите води са добри разтворители, в резултат на което тяхната минерализация бързо нараства при протичането им през изработките.

Зона възможно образованиекиселинната вода обхваща подземните води, където в състава си силните киселини преобладават над основите. Долната граница съвпада с горната граница на метановата зона (приблизително 150 m дълбочина) и с горната граница на разпространение на натрия. Максималната дебелина на зоната на възможно образуване на кисели води е 350-400 m.

Рудничните води са агресивни, в горните части имат сулфати, в долните - агресивността на измиване.

2.10 Режим на подземните води- съвкупност от промени във времето в нивото, напора, дебита, химическия и газовия състав, температурните условия, скоростта на подземните води.

Промените в режима на подземните води възникват под въздействието на природни (климатични и структурни) фактори и антропогенна човешка дейност. Особено драстични променирежимите им се спазват в минните райони. Дренажът от минните изработки намалява налягането на подземните води, а понякога и напълно източва водоносните хоризонти, нарушавайки естествения режим на подпочвените води. Минните или дренажните системи повишават коефициента на водообмен, получените повърхностни деформации допринасят за увеличаване на подземния отток; отбелязва се връзката между водоносните хоризонти и повърхностните води.

При някои условия количеството изпомпана руднична вода може да бъде компенсирано от естествения приток на подземни води, при други интензивният приток в минните изработки води до изчерпване на ресурсите на подземните води на минно поле или находище.

При експлоатацията на дълбоки хоризонти при подходящи геоложки условия обикновено настъпва промяна в притока на руднични води с дълбочина, която не зависи от техните ресурси.

За условията на Донбас най-голямото водно изобилие се наблюдава на дълбочина 150-200 m, под 300-500 m водните потоци намаляват. При хоризонтално залягане и придържане на водоносни хоризонти към порести скали, притоците на руднична вода по време на наводнения не надвишават 20-25%. Наклонената поява на скали допринася за сезонно увеличаване на наводненията с 50, 100% или повече. Особено резки колебания се наблюдават при наличие на карстови скали с увеличаване на притока до 300-400%.

Нарушенията на естествения режим на подпочвените води възникват още в самото начало на строителството на мината, по време на прокопаването на шахти.

Много водоносни хоризонти от въглеродни отлагания се отварят до дълбочина 500-600 m, а при полагане на дълбоки мини - до 1000-1200 м. Зони (Красноармейски) до 70-100 m 3 / час. Поради това около минните шахти няма широки понижения и незначителни площи попадат в дренажната зона.

По-нататъшно оттичане на подпочвените води се получава по време на разработване, особено напречни пробиви, които отварят няколко водоносни хоризонта, но притоците не надвишават 10-15 m 3 / час. Наблюдава се интензивен дренаж по време на разчиствателните работи, при обрушване и слягане на скали над минирания участък. Придружен от образуването на пукнатини, които свързват предварително изолирани водоносни хоризонти, които лежат над развитите пластове в рамките на 30-50 пъти дебелината на въглищния пласт.

В бъдеще пукнатините на срутване се раздробяват и водопропускливостта им намалява, притокът в лавата в тази зона ще намалее или напълно ще спре, а нивата на подпочвените води ще се възстановят до нивата на повърхността на общата минна депресия. Депресионните фунии, образувани над щифтовете, са временни, те мигрират над зоната на добив след движението на дългата стена.

При плитко поява на минерално легло, зоната на водопроводими пукнатини може да достигне земната повърхност и ще се образуват водни потоци в мината поради инфилтрацията на атмосферни валежи над зоната на пречиствателни операции.

При откриване на тектонски нарушения притоците са 300-400 и повече m 3 /час, понякога 1000 m 3 /час.

В резултат на работата миненводоносни хоризонти, има изолирани случаи на повреда на водохващания за подземни води.

2.11 Произход на подпочвените води.

1) инфилтрацияподземни води - образувани в резултат на проникване в пропускливи скали на атмосферни валежи. Понякога водата се влива във водоносни хоризонти от реки, езера и морета. Инфилтрацията може да се счита за основен източник на попълване на подпочвените води, често срещан в горните хоризонти с интензивен водообмен.

2) кондензацияПодпочвените води. В сухите райони важна роля при образуването на водоносни хоризонти играе кондензацията на въздушната водна пара в порите и пукнатините на скалите, което се дължи на разликата в еластичността на водната пара в атмосферния и почвения въздух. В резултат на кондензацията в пустините се образуват лещи от прясна вода над солените подземни води.

3) седиментогененподземни води - води с морски произход. Те се образуват едновременно с натрупването на валежите. В хода на последващото тектонско развитие такива води се променят по време на диагенеза, тектонски движения, попадайки в зони на повишено налягане и температура. Голяма роля в образуването на седиментогенни води се отрежда на процесите на елизия (elisio - изстискване). Първичните утайки съдържат до 80-90% вода, която при уплътняване се изстисква. Естествената влажност на скалите е 8-10%.

4) ювенилен (магматичен)подпочвените води се образуват от изпарения, отделени от магмата, докато се охлажда. Попадайки в области с по-ниски температури, парите на магмата се кондензират и преминават в състояние на капка течност, създавайки специален типподземни води. Такива води имат повишена температура и съдържат необичайни за повърхностните условия съединения и газови компоненти в разтворено състояние. Те са ограничени до области на съвременна вулканична дейност. Близо до повърхността такива води се смесват с нормални подземни води.

5) съживен (ддехидратация) се образуват води, когато се изолират от минерални маси, съдържащи кристализационна вода. Такъв процес е възможен при повишени температури и налягания.

тестови въпроси

1. Посочете основните задачи и раздели на хидрогеологията и инженерната геология.

Опишете кръговрата на водата в природата.

Назовете основните видове вода в скалите.

Какви са основните водно-физични свойства на подземните води.

Опишете видовете подземни води според условията на възникване и техните основни характеристики.

Назовете физичните свойства на подземните води.

Кои са основните параметри, които се определят от химичния състав на подземните води.

Формулирайте понятието режим на подземните води. Как се променя режимът на рудничните води?

Опишете видовете подземни води по произход.

термални извори или горещите води на Земята- това е друго невероятен подаръкприрода към човека. термални извориса незаменим елемент глобална екосистеманашата планета.

Накратко определете какво е термални извори .

термални извори

Термалните извори са подземни води с температура над 20°C. Имайте предвид, че е по-"научно" да се каже геотермални извори, тъй като в тази версия префиксът "geo" показва източника на отопление на водата.

Екологичен енциклопедичен речник

Горещи извори - източници на термални води с температура до 95-98 ° C. Разпространен предимно в планинските райони; са екстремни природни условия за разпространение на живота на Земята; те се обитават от специфична група термофилни бактерии.

Екологичен енциклопедичен речник. - Кишинев: Основно издание на Молдавската съветска енциклопедия. И.И. дядо. 1989 г

Наръчник за технически преводач

термални извори
Източници с температура значително по-висока от средната годишна температура на въздуха в близост до източника.

Наръчник на техническия преводач. - Намерение. 2009 - 2013 г

Класификация на термалните извори

Класификация термални изворив зависимост от температурата на водата им:

• термални изворис топли води - извори, чиято температура на водата е над 20°C;
• Термални извори с топла вода— извори с температура на водата 37-50°С;
• Термални извори, коиточен топла вода- извори с температура на водата над 50-100°C.

Класификация термални изворив зависимост от минералния състав на водите:

Минерален състав термални водиразличен от състава на минералите. Това се дължи на по-дълбокото им проникване в сравнение с минералните води в дълбочината на земната кора. Въз основа на лечебните свойства термалните извори се класифицират, както следва:

• термални изворис хипертонични води – тези води са богати на соли и действат тонизиращо;
• термални изворис хипотонични води - открояват се поради ниското съдържание на сол;
• термални изворис изотонични води - успокояващи води.

Какво загрява водата термални изворина тези температури? Отговорът, за повечето ще бъде очевиден - е геотермална топлинанашата планета, а именно нейната земна мантия.

Механизъм за нагряване на термална вода

нагревателен механизъм термални водипротича по два алгоритъма:

1. На места се получава загряване вулканична дейност, поради "контакта" на водата с магмени скали, образувани в резултат на кристализацията на вулканична магма;
2. Нагряването се дължи на циркулацията на водата, която, потъвайки в дебелината на земната кора за повече от километър, "поглъща геотермалната топлина на земната мантия" и след това, в съответствие със законите на конвекцията, се издига нагоре.

Както показват резултатите от изследванията, когато се потапя в дълбините на земната кора, температурата се повишава със скорост от 30 градуса / км (с изключение на зоните на вулканична активност и океанското дъно).

Видове термални извори

В случай на нагряване на вода съгласно първия от горните принципи, водата може да избяга от недрата на Земята под налягане, като по този начин образува един от видовете фонтани:

• Гейзери - фонтан топла вода;
• Фумароли - фонтан от пара;
• Кална чешма - вода с глина и кал.

Тези чешми привличат много туристи и други любители на природните красоти.

Използване на термални води

преди много време топла водаса използвани от човека в две посоки - като източник на топлина и за медицински цели:

• Отопление на къщи - например и днес столицата на Исландия Рейкявик се отоплява благодарение на енергията на подземните топла вода;
• В балнеологията – римските бани са добре познати на всички...;
• За генериране на електроенергия;
• Едно от най-известните и популярни качества термални водиса техните лечебни свойства. Водата циркулира през земната кора геотермални източници, разтварят в себе си огромно количество минерали, благодарение на което имат невероятни лечебни лечебни качества.

Професионалист лечебни свойстваТермалните води са познати на човека отдавна. Има много световноизвестни термални курорти, открити на базата на термални извори. Ако говорим за Европа, най-популярните курорти са във Франция, Италия, Австрия, Чехия и Унгария.

В същото време не трябва да забравяме за едно важен момент. Въпреки факта, че водите на термалните извори могат да бъдат много горещи, в някои от тях живеят опасни за човешкото здраве бактерии. Затова е задължителна проверката на всеки геотермален източник за "чистота".

И в заключение, отбелязваме, че термалните извори или горещите води на Земята са жизненоважен и необходим ресурс за цели региони на нашата планета и много видове живи същества.

ДАТА НА ПУБЛИКУВАНЕ: 24 август 2014 г. 13:05 ч

Националното стопанско използване на минерализирани (солени) подземни води става все по-значимо. Освен широкото им използване за водоснабдяване (главно за промишлени и технически, битови и питейни след обезсоляване и пречистване на водата) и напояване, те намират приложение в балнеологията, химическата промишленост и топлоенергетиката. В последните три случая минерализираните подземни води (обикновено с минерализация над 1 g/l) трябва да отговарят на изискванията за минерални, промишлени и термални подземни води (1, 3-5, 7-12).

Минералните (лечебни) води включват природни води, които имат терапевтичен ефект върху човешкото тяло, дължащ се или на повишено съдържание на полезни, биологично активни компоненти на йонно-солевия или газовия състав, или на общия йонно-солев състав на водата (1 , 3, 7). Минералните води са много разнообразни по генезис, минерализация (от пресни до висококонцентрирани разсоли), химичен състав (микрокомпоненти, газове, йонен състав), температура (от студени до високотермални), но техният основен и общ показател е способността да имат терапевтичен ефект върху човешкото тяло.

Промишлените води включват подземни води, съдържащи полезни компоненти или техните съединения в разтвор ( сол, йод, бром, бор, литий, калий, стронций, барий, волфрам и др.) в концентрации от промишлен интерес. Подземните промишлени води могат да съдържат физиологично активни компоненти, да имат повишена температура (до високотермична) и минерализация (обикновено солени води и саламура), да имат различен произход (седиментни, инфилтрационни и други води) и да се характеризират с широк регионален характер. разпространение.

Подпочвените води с температура над температурата на „неутралния слой” се класифицират като термални. На практика водите с температура над 20-37°C се считат за термални (4, 6-9, 12). В зависимост от геотермалните и геолого-хидрогеоложките условия, както и геохимичните условия на образуване, термалните води могат да съдържат повишени концентрации на индустриално ценни елементи и техните съединения и да оказват активно физиологично въздействие върху човешкия организъм, т.е. да отговарят на изискванията за минерални води. . Поради това често е възможно и целесъобразно термалните води да се използват за балнеология, промишлено извличане на полезни компоненти, отопление и топлоенергетика. Естествено, оценката на перспективите за практическо използване на термалните подземни води изисква да се вземе предвид не само тяхната температура (термоенергиен потенциал), но и химичният и газов състав, условията за промишлено извличане на полезни микрокомпоненти, нуждите на района от различни видове подземни води (минерални, промишлени, термални), последователността и технологиите за използване на термалните води и други фактори.

Нуждите на интензивно развиваща се национална икономика и задачите за осигуряване на стабилен растеж на благосъстоянието на хората определят необходимостта от по-широк набор от проучвания и проучвания на минерални, промишлени и термални подземни води.

Методологията на техните хидрогеоложки проучвания зависи във всяка конкретна област от характеристиките на природните условия за образуване и разпространение на разглежданите типове подземни води, степента на познаване и сложността на хидрогеоложките и хидрогеохимичните условия, спецификата и мащаба на използването на подземните води, и други фактори. Но дори прост анализ на горните дефиниции на минерални, промишлени и термални води показва известна общност на условията за тяхното образуване, възникване и разпространение. Това дава основание да се очертае единна схема за тяхното изследване и характеризиране общи въпросиметоди за тяхното хидрогеоложко изследване.

§ 1. Някои общи въпроси на търсенето и проучването на находища на минерални, промишлени и термални подземни води

Минералните, индустриалните и термалните води са широко разпространени на територията на СССР. За разлика от пресните подземни води, те се отварят, като правило, в по-дълбоки структурни хоризонти, имат повишена минерализация, специфичен микрокомпонент и газов състав, характеризират се с незначителна зависимост на режима си от климатични фактори, често сложни хидрогеохимични характеристики, прояви на еластичност режим по време на експлоатация и други отличителни особености, които определят спецификата на техните хидрогеоложки проучвания. По-специално, минерални, промишлени и термални подземни води със значителна минерализация имат широко регионално разпространение в дълбоките части на артезианските басейни на платформи, предпланински корита и планински нагънати области. Минерални, термални и по-рядко промишлени води, които са специфични в някои отношения, се срещат в райони на отделни кристални масиви и райони на съвременна вулканична дейност. В рамките на тези територии, според общността на геолого-структурни, хидрогеоложки, хидрогеохимични, геотермални и други условия, се разграничават характерни провинции, райони, области и находища на минерални, промишлени и термални подземни води. В съответствие с дадената по-горе дефиниция (виж глава I, § 1), находищата включват пространствено оформени натрупвания на подземни води, чието качество и количество осигуряват тяхното икономически целесъобразно използване в националното стопанство (в балнеологията, за промишлено извличане на полезни компоненти , в топлоенергетиката, тяхното комплексно използване), Икономическата целесъобразност на използването на минерални, промишлени и топлинни подземни води във всяко конкретно поле трябва да бъде установена и доказана чрез технически и икономически изчисления, извършени в процеса на проектиране на проучвателни работи, проучване на находището и оценка нейните оперативни резерви. Показателите, които определят икономическата целесъобразност на експлоатацията на конкретно находище на подземни води и въз основа на които се дава оценка на експлоатационните му запаси, се наричат ​​стандартни. Условните показатели са изискванията за качеството на подземните води и условията за тяхната експлоатация, при които е възможно тяхното икономически целесъобразно използване с водовземане, равно по размер на установените експлоатационни запаси. Обикновено условията отчитат изискванията за общия химичен състав на подземните води, съдържанието на отделни компоненти и газове (биологично активни, промишлено ценни, вредни и др.). ), температура, условия на работа на кладенеца (минимален дебит, максимален спад, условия на изтичане Отпадъчни води, живот на кладенци и др.), дълбочината на продуктивните хоризонти и др.

Районите на находищата, в които е икономически целесъобразно да се използват подземни води за целите на балнеологията, промишлеността или топлоенергетиката, се наричат ​​експлоатационни. Те се идентифицират и изучават в хода на специални търсещи и проучвателни работи, които се извършват в пълно съответствие с общите принципи на хидрогеоложките проучвания (виж подробности в глава I, § 3).

Проучвателните работи са един от най-важните елементи в рационалното разработване на находища на минерализирани подземни води (1, 5, 10). Основната им цел е да идентифицират находища на минерални, промишлени или термални подземни води, да проучат геоложки и хидрогеоложки, хидрогеохимични и геотермални условия, да оценят качеството, количеството и условията за рационално икономическо използване на техните експлоатационни запаси.

В съответствие с общите принципи на търсенето и проучването и действащите разпоредби, хидрогеоложките изследвания на посочените видове подземни води се извършват последователно в съответствие с установения етап на работа; проучване, предварително разузнаване, детайлно разузнаване и оперативно разузнаване (1,2, 5-10). В зависимост от специфичните условия на разглежданите находища, степента на тяхната проученост и сложност, размера на потреблението на вода и други фактори, в някои случаи е възможно да се комбинират отделни етапи (при добро познаване на находището и малка нужда от вода), в други има голямо търсене на вода, трудни природни условия, слаба проученост на територията) може да се наложи да се идентифицират допълнителни етапи (подетапи) в рамките на отделните установени етапи на хидрогеоложки изследвания. По този начин, при проучване на термални води и проектиране на тяхното промишлено развитие с малък брой производствени кладенци, поради много значителните разходи за изграждане на проучвателни кладенци, изглежда оправдано и целесъобразно да се съчетаят предварителното проучване с подробно проучване и пробиване на проучвателни и развойни кладенци (с последващото им прехвърляне в категорията на производствените кладенци). Когато се търсят промишлени подземни води, изследванията често се извършват на два етапа (подетапи). На първия етап, въз основа на материалите от предишни проучвания, се идентифицират райони на разпространение на промишлени води, които са обещаващи за търсене и проучвателна работа, и се очертават места за проучвателни кладенци. На втория етап от проучвателния етап идентифицираните площи (находища) се изследват чрез пробиване и изпитване на проучвателни кладенци. Целта на изследването е избор на перспективни за проучване продуктивни хоризонти и площи на находища (5.8).

Търсенето на минерални, промишлени и термални подземни води във всеки район трябва да бъде обвързано с перспективите за икономическо развитие, нуждите от определен вид подземни води и целесъобразността на използването им в даден район.

Общите задачи на етапа на проучване включват: идентифициране на основните модели на разпространение на минерализираните води, идентифициране на определени видове техните находища или райони, които са обещаващи за отваряне на минерални (промишлени или термални) подземни води и, ако е необходимо, проучване на тези находища и площи, използващи сондиране и тестване на проучвателни кладенци, а понякога и извършване на специални проучвания (хидрогеоложки, хидрохимични, газови, термометрични и други видове изследвания).

Един от основните и задължителни видове изследвания на етапа на търсенето е събирането, анализирането и целенасоченото задълбочено синтезиране на всички хидрогеоложки материали, събрани в района на изследване (особено материали от дълбоки справочни и нефтени сондажи и материали от многотомното издание "Хидрогеология" на СССР"), съставяне на необходимите карти, диаграми, секции , профили и др. Тъй като пробиването на проучвателни кладенци до дълбоки хоризонти е скъпо (цената на кладенец с дълбочина 1,5-2,5 km е 100-200 хиляди рубли или повече ), препоръчително е да се използват предварително пробити кладенци за изследване (проучвателни кладенци за нефт и газ, референтни и др.).

В резултат на проучвателната работа трябва да се идентифицират продуктивни хоризонти и райони, които са обещаващи за проучване, да се разработят приблизителни стандартни показатели и да се даде приблизителна оценка на оперативните резерви в избраните райони (обикновено в категории C 1 + C 2) , икономическата целесъобразност на проучването трябва да бъде обоснована и приоритетни обекти.

В процеса на предварителното проучване се изследват геоложките и хидрогеоложките условия на обектите, идентифицирани в резултат на търсенето (може да са един или повече), за да се получат данни за тяхната сравнителна оценка и обосновка на обекта за подробно проучване. С помощта на сондиране и цялостно изследване на проучвателни кладенци, разположени в района на изследваната област (площи), филтрационните свойства на продуктивните хоризонти, водно-физичните характеристики на скалите и водата, химичния, газовия и микрокомпонентния състав на подземни води, геотермални условия и други показатели, необходими за съставяне на предварителни условия и предварителна оценка на експлоатационните запаси (обикновено в категории B и Ci).

В случай на недостатъчно регионално познаване, за да се изяснят хидрогеоложките условия в зоната на предполагаемото влияние на водохващането (параметри, гранични условия и др.), Препоръчително е да се полагат отделни проучвателни кладенци извън изследваната производствена зона (и , ако е възможно, използвайте предварително пробити кладенци за тази цел). Тъй като цената на дълбокото сондиране е висока, проучвателните кладенци на етапа на предварително проучване трябва да се пробиват с малък диаметър и впоследствие да се използват като кладенци за наблюдение и мониторинг. За да се оцени промишлената и балнеоложката стойност и особеностите на по-нататъшното използване на подземните води в процеса на предварително проучване, трябва да се извърши специално технологично (за промишлени води) и лабораторно (за всички видове води) изследване.

Въз основа на резултатите от предварителното проучване се съставя доклад за осъществимост (TED), който обосновава целесъобразността от провеждане на подробни проучвателни работи на конкретен обект. TED не е задължителен само при изучаване на минерални води.

Докладът подчертава геоложкия строеж, хидрогеоложките, хидрогеохимичните и геотермалните условия на проучените площи, резултатите от оценката на експлоатационните запаси от подземни води и основните технико-икономически показатели, които обосновават целесъобразността и ефективността на тяхното национално стопанско използване.

Извършва се подробно проучване на производствена зона, за да се проучат по-подробно нейните геоложки и хидрогеоложки, хидрогеохимични и геотермални условия и разумно да се изчислят експлоатационните запаси от подземни води на продуктивни хоризонти по категории, което позволява разпределението на капиталовите инвестиции за проектиране на тяхната работа (обикновено по категории A + B + Ci). Експлоатационните запаси се оценяват по конвенционални методи (хидродинамични, хидравлични, моделни и комбинирани въз основа на условните изисквания, одобрени от GKZ) (1, 2, 5, 6, 8-10).

Подробно проучване и оценка на експлоатационните запаси се извършват във връзка с най-рационалната схема за разполагане на производствените кладенци в условията на изследваното находище. Като се има предвид тази разпоредба, както и по икономически причини, в процеса на подробно проучване се полагат проучвателни и производствени кладенци, чийто проект трябва да отговаря на условията за последващата им експлоатация. На детайлния етап е задължително клъстерното изпомпване (а при трудни природни условия, дългосрочно пилотно изпомпване). Специални наблюдателни кладенци се изграждат само когато продуктивните хоризонти се срещат на дълбочина не повече от 500 m; при други условия като точки за наблюдение се използват проучвателни и проучвателни кладенци. При необходимост те се концентрират в районите на опитните храсти поради частичното им заустване в райони с по-прости природни условия.

В съответствие с предназначението, в процеса на търсене и проучване, кладенци от следните категории обикновено се полагат върху дълбоки минерални (минерализирани) води: проучване, проучване (експериментално и наблюдателно), проучване и производство и производство. Тъй като при дълбокото сондиране кладенците са най-надеждният и често единственият източник на информация за целта, която се проучва, всеки от тях трябва да бъде внимателно документиран и изследван по време на сондирането (избор и изследване на ядка, изрезки, кал, използване на пластични тестери) и подходящо тествани след конструкции (специални геофизични, хидрогеоложки, термометрични и други изследвания).

При хидрогеоложки и други видове изпитвания на дълбоки кладенци, минерални, промишлени и термални подземни води трябва да се вземат предвид техните специфични характеристики, дължащи се на химичния състав и физичните свойства на подземните води (ефектът на разтворения газ, плътността и вискозитета на течността, промените в температура), конструктивни характеристики на кладенците (загуба на напор за преодоляване на съпротивлението, когато водата се движи по протежение на кладенеца) и други фактори.

Хидрогеоложкото изследване на кладенците се извършва чрез изпускане (със самооттичане на подпочвените води) или изпомпване (обикновено чрез въздушен транспорт, по-рядко чрез артезиански или прътови помпи). Схемата на оборудването и изпитването на кладенци, които осигуряват вода чрез саморазливане, е показана на фиг. 57. В този тест тръбата (тръбата) се използва за пускане на инструменти в сондажа и се използва като пиезометър за наблюдение на нивото. Обувката им обикновено се монтира на дълбочина, която изключва освобождаването на свободен газ. Схемата за оборудване и изпитване на кладенци с ниво на водата под устието с еърлифт е показано на фиг. 58.

В практиката се използват едноредови и двуредови схеми на ерлифт. Според условията за измерване на динамичното ниво е по-подходяща двуредова схема. Преди изпитването се измерва налягането в резервоара (статично ниво), температурата на водата в резервоара и на устието на кладенеца, по време на изпитването - дебит, динамично ниво (налягане в дъното), температура на устието на кладенеца, газов фактор. Взети са и анализирани проби от вода и газ.

Точността на измерванията на статични и динамични водни нива се влияе от разтворения газ, промените в температурата на водата, съпротивлението на движението на водата в тръбите. Влиянието на GOR може да се елиминира чрез измерване на нивата в пиезометри, спуснати под зоната на свободно отделяне на газ, или чрез дълбокомери. В противен случай измереното ниво на водата в кладенеца ще се различава от истинското с ΔS r, определено по формулата на Е. Е. Керкис:

v 0 - газов фактор, m 3 / m 3; R o, P 1 и R r - стойността на атмосферното налягане, устието и насищането, Pa; - температурен коефициент, равно на τ= 1+t/273 (където t е температурата на газовата смес, 0 С); ρ е плътността на водата, kg / m 3; g- ускорение свободно падане, m/s 2 .

Фигура 57. Схема на оборудване и тестване на кладенци, които осигуряват вода

самооттичане: 1 - лубрикатор; 2 - манометри; 3 - коледно дърво; 4 - стълба-газ сепаратор; 5 - разходомер на газ; 6-измерен капацитет; 7 - клапан; 8 - тръби; 9 - водоносен хоризонт

Ориз. 58. Схема на оборудване и изпитване на кладенци с ниво на водата под устието

При изпомпване на термални води от кладенец се наблюдава удължаване на водния стълб в него поради повишаване на температурата; при празен ход се наблюдава "свиване" на колоната поради охлаждането му. Стойността на температурната корекция Δ St ° при известни стойности на температурата на водата в устието преди изпомпване t p ° и при изтичане t p ° Може да се определи по формула (5):

, (XI.1)

където H 0 - воден стълб в кладенеца, m; ρ(t 0 °) и ρ(t π °) са плътността на водата при температури t 0 ° и t π °. При големи дълбочини на кладенеца (≈2000 m и повече) температурната корекция може да достигне 10–20 m.

При определяне на спада на нивото по време на изпомпване от дълбоки кладенци е необходимо също така да се вземе предвид загубата на налягане ΔS n за преодоляване на съпротивлението на движението на водата в кладенеца, определено по формулата (IV.35).

Като се вземе предвид естеството на влиянието на разглежданите фактори, допустимата стойност на намалението на нивото S d, взета предвид при оценката на експлоатационните запаси на минерални, промишлени и термални подземни води, се определя по формулата

(XI.3)

където h d е допустимата дълбочина на динамичното ниво от устието на кладенеца (определена от възможностите на водоподемното оборудване); P и - свръхналягане на подпочвените води над устието на кладенеца; ΔS r , ΔS t ° и ΔS n са корекции, които отчитат влиянието на газовия фактор, температурата и загубите на хидравлично налягане и се определят съответно по формули (XI.1), (XI.2) и (IV.35) .

Експлоатационното проучване се извършва на експлоатирани или подготвени за експлоатация обекти и находища. Има за цел хидрогеоложко обосноваване на увеличаването на експлоатационните запаси и прехвърлянето им в по-високи категории по отношение на степента на познаване, коригиране на условията и режима на експлоатация на водовземните съоръжения, изпълнение на прогнози при промяна на режима на тяхната експлоатация и др. В процеса на оперативното проучване се извършват системни наблюдения на режима на подземните води при условията на тяхната експлоатация. Ако е необходимо да се осигури нарастването на експлоатационните запаси, са възможни проучвателни работи в райони, съседни на експлоатационния район (ако това е необходимо според геоложки и хидрогеоложки показатели).

Това са общи разпоредбии принципи на хидрогеоложки проучвания на находища на минерални, промишлени и термални подземни води. Особеностите на тяхното прилагане на всеки конкретен обект се определят в зависимост от геолого-структурните, хидрогеоложките, хидрогеохимичните условия на изследваните находища, степента на тяхната проученост, дадената водопотребност и други фактори, чието отчитане осигурява целенасочени, научно обосновани и ефективно търсене и проучване и рационално икономическо разработване на находища на подземни води (1, 2, 5-10).

§ 2. Някои характеристики на хидрогеоложките изследвания на минерални, промишлени и термални подземни води

Минерална вода. За класифициране на природните води като минерални води в момента се използват стандартите, установени от Централния институт по балнеология и физиотерапия, които определят долните граници на съдържанието на отделните компоненти на водата (в mg / l): минерализация - 2000, свободен въглероден диоксид - 500, общ сероводород -10, желязо - 20, елементарен арсен - 0,7, бром - 25, йод - 5, литий - 5, силициева киселина - 50, борна киселина - 50, флуор - 2, стронций-10, барий - 5 , радий - 10 -8, радон (в единици Mach; 1 Mach ≈13,5 10 3 m -3 s -1 \u003d 13,5 l -1 s -1) - 14.

За приписване на минерални води към един или друг тип минерализация, съдържанието на биологично активни компоненти, газове и други показатели се използват критериите за оценка, регламентирани от GOST 13273-73 (1, 3, 8). По-долу са посочени максимално допустимите концентрации (ПДК) на някои компоненти, установени за минерални води (в mg / l): амоний (NH 4) + - 2,0, нитрити (NO 2) - -2,0, нитрати (NO 3) - -50,0, ванадий -0,4, арсен - 3,0, живак - 0,02, олово - 0,3, селен - 0,05, флуор - 8, хром -0,5, феноли - 0,001, радий -5 10 -7, уран - 0,5. Броят на колониите от микроорганизми в 1 ml вода не трябва да надвишава 100, ако индексът е 3. Посочените норми и стойности на MPC. трябва да се вземат предвид при характеризиране на качеството на минералните води и геоложка и промишлена оценка на техните находища.

Минералните води на СССР са представени от всичките им основни видове: въглекисели, сероводородни, въглеводородни, сероводородни, радонови, йодни, бромни, желязосъдържащи, арсеникови, киселинни, слабоминерализирани, термални, както и неспецифични и минерални соли. води. Те са широко разпространени в артезиански басейни от различен порядък, пукнатинни водни системи, тектонични зони и разломи, масиви от магмени и метаморфни скали. Находищата на минерални води се класифицират по различни критерии (по вид минерална вода, по условията на тяхното образуване и други показатели) (1, 3, 7, 8).

За проучването особен интерес представлява типизацията на находищата според техните геолого-структурни и хидрогеоложки условия. Според тези характеристики се разграничават 6 характерни типа находища на минерална вода: 1) резервоарни находища на платформени артезиански басейни, 2) резервоарни находища на предпланински и междупланински артезиански басейни и артезиански склонове, 3) находища на артезиански басейни и склонове, свързани със зони на изхвърляне на дълбоки минерални води в надлежащи напорни водоносни хоризонти (тип „хидроинжектиране“), 4) отлагания на воднонапорни системи с пукнатинни вени, 5) отлагания, ограничени до зони на изтичане на потоци под налягане в басейна на подпочвените води („хидроинжектиране“ ” тип), 6) находища на подземни минерални води (1,2) .

Отлаганията от първите два типа се характеризират със сравнително прости хидрогеоложки и хидрогеохимични условия, значителни излишни напори и природни запаси. Въз основа на анализ на регионални хидрогеоложки материали е възможно идентифициране на перспективни зони за проучване; препоръчва се проучване чрез сондиране и тестване на единични кладенци (рядко клъстери). Оценката на оперативните запаси е целесъобразна чрез хидродинамични и хидравлични (със значително тектонско нарушение на скалите и насищане на вода с газ) методи.

Отлаганията от други видове, и особено тези от трети, пети и шести, се отличават с много по-сложни хидрогеоложки и хидрогеохимични условия. Те се характеризират с ограничени зони на развитие на минерални води (като куполи), променливост на границите, запасите и химичния състав във времето и по време на изпомпване и ограничени експлоатационни запаси. Да се ​​разпределят зони за проучване в допълнение към цялостен анализрегионалните материали често изискват проучвателни геофизични, термометрични и други видове изследвания, пробиване на проучвателни и проучвателно-сондиращи кладенци и тяхното масово дълбоко тестване, специални проучвания. Такива находища се изследват чрез сондиране на кладенци по проучвателни обекти и специални площни проучвания. Поради значителната нестабилност на химичния състав и зависимостта на експлоатационните запаси от геолого-тектонските и геотермалните условия за постъпване на минералния компонент и формирането на купола на минералните води, тяхната оценка се извършва главно по хидравличен метод. , а методът на моделиране е обещаващ.

Въпросите на методологията на хидрогеоложките проучвания на идентифицираните видове находища на минерални води са разгледани подробно в спец методическа литература(1, 2, 8). В работата на Г. С. Вартанян (2) е специално подчертан методът за търсене и проучване на находища на минерална вода в пукнатини с тяхната подробна типизация и анализ на характеристиките на изучаване на всеки от идентифицираните видове находища.

индустриална вода. Като критерии за класифициране на минерализираните природни води като промишлени се използват някои условни стандартни показатели, които определят минималните концентрации на полезни микрокомпоненти и максимално допустимите вредни компоненти, които усложняват технологията на промишлено разработване на подземни минерализирани води.

Понастоящем такива показатели са установени само за определени видове промишлени води: йод (йод най-малко 18 mg / l), бром (бром най-малко 250 mg / l), йод-бром (йод най-малко 10, бром най-малко 200 mg / l).l), йодо-бор (йод не по-малко от 10, бор не по-малко от 500 mg/l). Съдържанието на нафтенови киселини във водата не трябва да надвишава 600 mg / l, масло - 40 mg / l, абсорбцията на халоген не трябва да надвишава 80 mg / l, алкалността на водата - не повече от 10-90 mol / l.

Провеждат се съответните изследвания за изучаване на условията за извличане на някои други индустриално ценни компоненти от подпочвените води: бор, литий, стронций, калий, магнезий, цезий, рубидий, германий и др.

Горните показатели не отчитат условията на работа на промишлените води, метода на извличане на микрокомпоненти, условията за изхвърляне на отпадъчни води и други фактори, които определят икономическата целесъобразност на промишленото извличане на микрокомпоненти. Използването им е препоръчително само за общи предварителни оценки на възможността за промишлено развитие на подземните води. В същото време условно се приема, че при дълбочина на кладенеца 1-2 km и граничното положение на динамичното ниво на дълбочина 300-800 m, дебитът на отделните кладенци трябва да бъде най-малко 300-1000 m 3 /ден. Действителните показатели, които определят условията за целесъобразно използване на промишлени води на определено находище за извличане на промишлени компоненти, се установяват в процеса на търсене и проучване въз основа на различни технически и икономически изчисления. Това са така наречените стандартни показатели, които са в основата на геоложката и промишлена оценка на находищата на индустриални води.

Подземните промишлени води все повече привличат вниманието на учените като източник на минерални ресурси и енергийни ресурси. Известно е, че в допълнение към основните соли - натриеви, калиеви, магнезиеви и калциеви хлориди - минерализираните подпочвени води и саламури съдържат в състава си огромен комплекс от метални и неметални микрокомпоненти (включително редки и следи от химически елементи), комплексът извличането на които може да направи тези води изключително ценна суровина за химическата и енергийната промишленост и значително да повиши икономическата ефективност на тяхното промишлено използване.

В Съветския съюз промишлените води се използват главно за добив на йод и бром. Разработва се технология за промишлено извличане от подземни води и някои други микрокомпоненти (литий, стронций, калий, магнезий, цезий, рубидий и др.). В САЩ, освен йод и бром, литий, волфрам и соли (CaCl 2 , MgSO 4 , Mg (OH) 2 , KCl и MgCl 2) се добиват от подземни води. На територията на СССР са широко разработени подземни минерализирани води и соли с промишлено значение. Обикновено те се намират в дълбоките части на артезианските басейни на древни и епихерцински платформи, предпланински и междупланински депресии на алпийската геосинклинална зона в южната част на СССР. Обобщението на голям брой регионални материали позволи на екип от съветски хидрогеолози да състави карта на промишлените води на територията на СССР, въз основа на която беше съставена схематична карта на перспективните райони на СССР за различни видове промишлени води (5, 6). В момента под ръководството на служителите на института VSEGINGEO се съставят карти за регионална оценка на оперативните и прогнозни запаси от промишлени води за отделни региони и територията на СССР като цяло.

Анализът на регионалните материали и опитът в проучването на промишлени води показва, че за проучване и геоложка и промишлена оценка, според характеристиките на естеството на поява, разпространението и хидродинамичните условия, находищата на промишлени води могат да бъдат разделени на два основни типа:

1) находища, разположени в големи и средни артезиански басейни на платформени зони, крайни и предпланински падини, характеризиращи се с относително спокойно регионално разпределение на устойчиви продуктивни хоризонти, и

2) отлагания, ограничени до водни системи от планински нагънати области, характеризиращи се с наличието на сложно дислокирани структури с тектонски разломи от прекъснат характер, разделящи продуктивни водоносни хоризонти на стратиграфски комплекси със същото име.

Принадлежността на промишлени водни находища към един или друг тип определя особеностите на провеждането на хидрогеоложки изследвания по време на тяхното проучване и геоложка и промишлена оценка.

При изучаване на находища на промишлени води и подготовката им за промишлено развитие е необходимо преди всичко да се идентифицират: 1) размерът на находището; 2) позицията му в системата за водно налягане; 3) дълбочината и дебелината на промишления водоносен хоризонт; 4) хидрогеоложки и хидродинамични характеристики и др. Взети заедно, тези фактори позволяват да се оценят хидрогеоложките условия на находището, да се обоснове основната проектна схема, да се оцени количеството, качеството и условията на възникване на промишлени води, да се проведе геоложка и промишлена оценка на находището и очертаване на рационални пътища за неговото разработване.

Въпреки разнообразието от условия за възникване и разпространение на промишлени води, техните находища се характеризират със следните общи характеристики, които определят характеристиките на тяхното търсене и проучване: 1) местоположението на продуктивните хоризонти в дълбоките части на артезианските басейни (тяхното възникване дълбочината достига 2000-3000 m или повече); 2) широко разпространение на продуктивни находища, тяхната относителна устойчивост и висока водност; 3) значителен размер на находищата и техните оперативни резерви; 4) проява на еластичния водно-напорен режим по време на работа; 5) наличието на няколко продуктивни хоризонта в контекста на находищата; 6) ограничени площи, в рамките на които е рационално да се използва находището и др.

Всяка от горните характеристики, характеризиращи подземните промишлени води, определя специален подходв търсенето и проучването на находищата им. По този начин дълбокото залягане на продуктивния пласт и наличието на няколко промишлени хоризонта в участъка на находището налагат пробиването на дълбоки скъпоструващи кладенци и комплексното им геоложко и хидрогеоложко изследване, което осигурява възможността за използване на проучвателни кладенци за проучване и проучване кладенци за експлоатация, широко включване на материали от регионални проучвания и използване на нефтени и газови кладенци за проучвателни цели. Широкото регионално разпространение на продуктивните находища, голямата дълбочина на тяхното залягане и особеностите на формирането на експлоатационните запаси при еластичен воден режим на работа водят до необходимостта от изследване на хидрогеоложките параметри на водоносните хоризонти на голяма площ от тяхното разпределение и идентифициране на геоложки и структурни характеристики за установяване на границите на експлоатационните зони и др.

Особено значими и разнообразни са функциите на проучвателните, проучвателните, проучвателно-развойните и производствените кладенци при изследване на промишлени води. Въз основа на резултатите от изследването на секциите на кладенеца по време на сондаж (ядро, изрезки, кал, механичен каротаж, геофизични проучвания, специални методи) и тяхното последващо тестване, задачите за стратиграфско, литоложко и хидрогеоложко разделяне на продуктивната част на секцията, оценка на физичните свойства, химическия и газовия състав на подземните води, определяне на геохимичната ситуация на обекта, резервоарните свойства на продуктивните хоризонти, условията на работа на кладенците, определяне на технологичните показатели на промишлените води и др.

Най-подходящите методи за оценка на експлоатационните запаси са хидродинамични, моделни и по-рядко хидравлични. За промишлени водни находища в големи артезиански басейни на платформени зони и средни артезиански басейни на крайни и подножни корита, характеризиращи се с широко регионално разпределение на продуктивни хоризонти и сравнително прости хидрогеоложки условия, най-подходящото е използването на хидродинамични методи. Правомерността на схематизирането на отделните елементи на хидрогеоложките условия може да бъде обоснована с резултатите от моделирането, експерименталните данни и т.н. При значителна степен на познаване на полето е възможно да се оценят оперативните резерви с помощта на методи за моделиране.

За находища на промишлени води от геосинклинални зони, характеризиращи се с неравномерни продуктивни хоризонти и сложни хидрогеоложки условия (хетерогенност, наличие на контури на захранване, изклиняване, изместване и др.), Препоръчително е да се използват сложни хидродинамични и хидравлични методи за оценка на оперативните резерви . При значителна степен на познания е възможно да се използват хидродинамични методи и моделиране, а в някои области методът на моделиране може да се препоръча като независим метод за оценка на производствените запаси.

Технико-техническите изчисления и обосновки са от съществено значение при геоложката и промишлена оценка на находищата на промишлени и термални води и избора на начини за тяхното рационално национално стопанско използване. Принципите на такива изчисления и обосновки бяха изложени по-рано (вж. Глава IX, §2 и 3) и обсъдени подробно в методологическото ръководство (5).

При проучване, геоложка и промишлена оценка и обосновка на проекти за разработване на находища за промишлени води трябва да се има предвид възможността за използване на промишлени води при условия на поддържане на налягането в резервоара (RPM). Възможността и целесъобразността на използването на този метод се определят от настоящата липса на оборудване за повдигане на водата, което осигурява работата на кладенци при спад на нивото над 300 m от земната повърхност и дебит на кладенеца от 500-1000 m 3 / ден или повече, както и големи трудности при организирането на повърхностното заустване на отпадъчните води (висока цена на пречистването на отпадъчните води, липса на съоръжения за заустване на водите или тяхната голяма отдалеченост и др.). При такива условия методът за използване на промишлени води с повторно инжектиране на отпадъчни води в продуктивни формации и поддържане на необходимото пластово налягане в тях изглежда най-изгоден. В същото време, наред с поддържането на благоприятни експлоатационни условия за кладенци (високо динамично ниво, възможност за използване на различни видове водоподемно оборудване с голям капацитет, постоянство на режима на работа и др.), оползотворяването на отпадъчните води от осигурява се предприятие, създават се възможности за значително увеличаване на експлоатационните запаси и по-пълно изчерпване на природните резерви, промишлените води, замърсяването на повърхностните водни течения се изключва и др.

Оценката на експлоатационните резерви на промишлени води и проектирането на тяхното развитие са възможни само въз основа на отчитане и подходяща прогноза за условията на работа на производствените и инжекционните кладенци, характера и темпа на движение на нестандартни води, инжектирани в продуктивни формации ( със задължителното отчитане на ефекта от разнородността на свойствата на резервоара), оценка на степента на разреждане на промишлените води, обосновка на най-рационалното разположение на водоприемните и инжекционните кладенци. За решаването на тези проблеми може да се наложи да се създаде специална експериментална работа и тестови кладенци, да се използва моделиране за прилагане на хидродинамични и хидрогеохимични прогнози за процеса на разработване на полето, разработване ефективни средстваконтрол и управление на експлоатацията на водовземни и нагнетателни кладенци.

Термални води.Термалните води включват води с температура над 37 °C (на практика често се вземат предвид води с температура над 20 °C). Подземните води с температура над 100°C се класифицират като парни хидротерми (8-10).

Термалните води са широко разпространени на територията на СССР. Те обикновено се срещат на значителни дълбочини в рамките на платформени и планински нагънати области, както и в райони на млад и съвременен вулканизъм. В много райони термалните води са както минерални (т.е. имат балнеологична стойност), така и често промишлени (или по-скоро всички промишлени подземни води са термални). Това обстоятелство предопределя големи перспективи за комплексното им народностопански използване.

Красивият приказен град Теплогорск с чист въздух и улици, с термални басейни, геотермална електроцентрала, отопляеми улици, вечнозелен парк, субтропична растителност и лечебни бани в къщи, описани в книгата на И. М. Дворов „Дълбоката топлина на земята“, не е приказка, а утрешна реалност, която ще се сбъдне чрез използването на термални подземни води. Теплогорск е прототип на градовете от близкото бъдеще в Камчатка, Чукотка и Курилските острови, в Западен Сибири много други региони на СССР.

Термалните води се използват в топлоенергетиката, отоплението, за горещо водоснабдяване, студоснабдяване (създаване на високоефективни хладилни инсталации), в парникови и парникови съоръжения, в балнеологията и др. (4, 6, 9). Перспективите за използване на термалните води на територията на СССР са отразени в схематичната карта, показана на фиг. 7 (виж гл. II).

Според предварителните изчисления (4), прогнозираните запаси от термални води (до дълбочина 3500 m) на територията на СССР са 19 750 хиляди m 3 / ден, а експлоатационните - 7900 хиляди m 3 / ден. С увеличаване на дълбочината на сондиране на кладенци за термални води, техният топлинен енергиен потенциал може значително да се увеличи.

За проучване и оценка на експлоатационните запаси, находищата на термални води могат да бъдат типизирани, както следва:

1) находища на артезиански басейни от платформен тип,

2) отлагания на артезиански басейни на пиемонтски котловини и междупланински депресии, 3) отлагания на системи от пукнатини от магмени и метаморфни скали, 4) отлагания от системи от пукнатини от вулканични и вулканично-седиментни скали.

Депозитите на термални води от първите два вида са подобни на съответните видове находища на промишлени води, характеристиките на търсенето и проучването на които бяха разгледани по-рано. Хидродинамичният метод е най-ефективен за оценка на експлоатационните запаси от термални води на такива находища.

Отлаганията на пукнатинни системи от магмени и метаморфни скали, подмладени планински нагънати системи се характеризират с изтичане на термални води по линиите на тектонски разломи, незначителни естествени запаси от термални води и влиянието на горните подземни води върху техния режим и условия на движение. Ето защо, на етапа на проучването, тук са целесъобразни широкомащабни структурно-хидрогеоложки и термометрични изследвания (откриване на тектонски разломи, фрактурни зони, зони на движение на термални води и др.). В кладенците е препоръчително да се извърши комплекс от термометрични и геофизични изследвания и тяхното зонално хидрогеоложко изследване. На етапа на предварително проучване, проучвателни и производствени кладенци се полагат, изследват и тестват чрез дългосрочно пилотно изпомпване (изпускания) (със систематични наблюдения на режима на дебита, нивата, температурата и химичния състав на подземните води). Експлоатационните запаси се оценяват най-добре по хидравличния метод, съчетаващ предварително проучване с детайлно проучване. Ако по време на работа е възможно да се изтеглят води с нестандартна температура, препоръчително е предварително да се положат наблюдателни кладенци по трасето, преминаващо през зоната на изпускане на термални води.

Отлаганията на пукнатини в зоните на съвременния и скорошен вулканизъм се характеризират с малка дълбочина на поява, висока температура и ниска соленост на термалните води, наличие на множество термални аномалии, фрактурирани резервоари, проява на парахидротерми (характеризиращи се с температура, поток скорост, налягане на парата и ниво на водата, които определят височината на изпускане на вода и пара). На етапа на търсене са ефективни въздушна фотография, повърхностни термометрични изследвания (измерване на температурата в извори, повърхностни водни тела, кални съдове и др.), хидрогеоложки проучвания и геофизични проучвания. Депозитите и площите са очертани с геотермални карти и профили. Проучвателните кладенци са разположени по протежение на установените тектонски разломи, до които са ограничени центровете на разтоварване на парни хидротерми.

Експлоатационните резерви обикновено се оценяват по хидравличен метод. За да се оценят парните хидротерми, е необходимо да се предскажат всички компоненти, които ги характеризират (температура, консумация и налягане на пара, ниво на водата).

Специфичните въпроси, които трябва да бъдат разгледани при оценката на експлоатационните запаси от термални води, включват следното: 1) прогнозиране на температурата на водата в устието на добивния кладенец (според термометрични наблюдения по дължината на сондажа и с помощта на аналитични решения), 2) оценка и отчитане на влиянието на газовия фактор (измерване на газовия фактор и въвеждане на промени при определяне и прогнозиране на положението на водните нива), 3) изчисления и прогнози за изтегляне на контури на студена вода от зоните на презареждане и заустване на подземни води.

Въпросите за търсенето, проучването и геоложката и промишлена оценка на находищата на термални води са разгледани подробно в ръководствата (6,8-10).

ЛИТЕРАТУРА

1. Вартанян Г. С., Яроцки Л. А. Търсене, проучване и оценка на експлоатационните запаси от находища на минерална вода (методологическо ръководство). М., "Недра", 1972, 127 с.

2. Вартанян Г. С. Търсене и проучване на находища на минерална вода в пукнатини масиви. М., "Недра", 1973, 96 с.

3. Минерални питейни, лечебни и лековити трапезни води. ГОСТ 13273-73. М., Стандартгиз, 1975, 33 с.

4. Дворов И. М. Дълбока топлина на Земята. М., "Наука", 1972, 206 с.

5. Проучвания и оценка на запасите от промишлени подземни води ( Инструментариум). М, "Недра", 1971, 244 с.

6. Маврицки Б. Ф., Антоненко Г. К. Опит в изследването, проучването и използването в практически целитермални води в СССР и в чужбина. М., "Недра", 1967, 178 с.

7. Овчинников А. М. Минерални води. Изд. 2-ро. М., Гоеолтехиздат. 1963, 375 с.

8. Справочник на хидрогеолог. Изд. 2-ри, т. 1. Л., "Недра", 1967, 592 с.

9. Фролов Н. М., Хидрогеотермия. М., "Недра", 1968, 316 с.

10. Фролов Н. М., Язвин Л. С. Търсене, проучване и оценка на експлоатационните запаси на термални води. М., 1969, 176 с.

11. Швец В. М. органична материяподземни води. М., "Недра", 1973, 192 с.

12. Щербаков А. В. Геохимия на термалните води. М., "Наука", 1968, 234 с.

Текстът е допълнен и редактиран по данни от 2015 г..

Карта. Хидроминерални райони на Кримския полуостров

Конвенции:
А. Хидроминерална сгъната област на Кримските планини с преобладаващо развитие на сулфатни и хлоридни (отчасти термални в дълбочина) минерални води, аерирани с азот, в подчинен смисъл, метан, сероводород и рядко въглероден диоксид.

Б. Керченска хидроминерална зона на въглеродни води в дълбоки водоносни хоризонти, както и сероводород, азот и метан, студени и термични в третични и подлежащи седименти.

C. Кримски хидроминерален район със сероводород, азот, метан и смесен газов състав от бракични и солени води (равнинен Крим), студени в горните и термични в дълбоките части на артезиански басейни.

Видове вода
въглеродни води:
1 - въглекисели предимно хлоридно-хидрокарбонатни и хидрокарбонатно-хлоридни натриеви води с минерализация 8,8-15,6 g / l (и др.).

Сероводородни води:
2 - хлоридни, натриеви, предимно солени води с високо съдържание на сероводород навсякъде (общ H2S от 50 до 850 mg/l) и соленост от 7,8 до 32,5 g/l;
3 - натриеви води с променлив анионен състав (хидрокарбонатно-хлоридни, хлоридно-хидрокарбонатни и др.), с минерализация предимно до 10 g/l и с много различно съдържание на общ сероводород - от няколко десетки до над 300 mg/l и слабосероводородни води със съдържание на H2S около 10 mg/l. Азот, метан, смесен газов състав и други води.

Топлинна:
4 - азот пресен хидрокарбонат натрий с минерализация до 1 g/l. Температура 26-35°C;
5 - предимно азотно-хлоридно-хидрокарбонатни, хидрокарбонатно-хлоридни и хлоридно-натриеви (понякога магнезиеви) с минерализация от 1 до 3-7 g/l. Температура 20-46°C;
6 - азотни, метан-азотни, азотно-метанови и метанови хлоридни и хлоридно-хидрокарбонатни натриеви, солени води (минерализация 10-35 g / l) с температура от 30 до 40 ° C и по-висока;
7 - азотно-метанови и метан-азотни (понякога метанови) хлоридни калциево-натриеви води с морска минерализация (35-40 g / l) с температура над 50 ° C (до 100 °);
8 - преобладаващо азотни много горещи (45-50 ° C) води в състав натриев или калциево-натриев хлорид, сулфатно-хлориден, хидрокарбонатно-хлориден и хлоридно-хидрокарбонатен с минерализация 8-50 g / l.

Студ:
9 - сулфат (чист сулфат, хлорид-сулфат и сулфат-хлорид (натриево-калциев и други) слабо минерализирани от 1,5 до 10 g / l вода;
10-хлоридни и бикарбонатно-хлоридни натриеви, както и калциево-магнезиеви води с минерализация предимно от 3 до 20 g/l;
11 - хлоридно-сулфатни и хлоридно-натриеви високоминерализирани води (солни води) със соленост над 50 g/l.

Недостатъчно проучени са водите: 12 - пресни въглеродно-азотни с благородни газове (по предположение).

13 - границата на площите на минералните води;
14 - източник;
15 - кладенец;
16 - кален хълм с отделяне на въглероден диоксид.

Пунктове за минерални води

Равнинен Крим: 1 - покрайнините на Джанкой, 2 - югозападно от Джанкой, 3 - Серноводское, 4 - Глебово, 5 - Креда (Тарханкут), 6 - Северен Новоселовски кладенец, 6a, 6b, 6c, 6d, 6d - Южни Новоселовски кладенци, 7 - Нижнегорск. 8 - Евпатория - Мойнаки, 9 - Евпатория - близо до морето, 10 - Саки - зад жп линията, 11 - Саки - курорт, 12 - Саки - срещу Чеботарская греда, 13 - Ново-Андреевка, 14 - Ново-Александровка, 15 - Новожиловка, 16 - Василиевка, 17, 17а - Белоглинка, 18 - южно от Белогорск, 19 - извор Лечебное, 20 - извор Обручев, 21, 21а - Гончаровка, 22 - Бабенково, 23 - източник Акмелез, 24 - сероводородна вода близо до град Феодосия, 25 - източникът на Феодосия, 26 - източникът на Кафа, 27 - улица Ново-Московская във Феодосия.

Керченски полуостров: източници: 28 - Сюарташ. 29 - Каралар. 30 - Джайлавски, 31, 31а - Чокракски, 32 - Тархански, 33 - Баксински; кални хълмове: 34 - Бурашски, 35 - Тархански, 36 - Булганакски, 37 - Еникалски, 38 - Камиш-Бурун, 39, 39а - Сеит-Елински извори, 40 - Каяли-Сартски извори, 41 - Мошкаревское, 42 - Мариевски, 43 - Костирино (бивш Чонгелек).

планински Крим: 44 - Коктебел, 45 - извори Кизил-Таш, 46 - извор Судакски, 47 - източник Карабах, 48 - източник на черни води (залив Аджи-Су), 49 - слабо въглеродна вода в северния портал на тунела Ялта, 50 - сулфатна вода в южния портал на тунела Ялта, 51 - сероводородна вода в южния портал на тунела Ялта, 52 - дълбок кладенец Ялта, 53 - източник Васил-Сарай, 54 - източник Мелас.

Минерални и термални водиот различни видове са идентифицирани на редица места в Крим чрез дълбоки сондажи. Минералните води на Крим са различни по солен (йонен) и газов състав: някои от тях са термални - топли и горещи (термини). Те представляват значителен интерес както от научна, така и от практическа гледна точка. Водите могат да се използват като лечебни за пиене и за балнеоложки цели. Въпреки това, досега те все още се използват в малка степен само в курортите на Саки, Евпатория, Феодосия, Судак, Ялта, Алуща, Черни води (район Бахчисарай) и в някои манастири, както и в селски купели и бани.

Според геоложките и структурни условия и състава на минералните и термалните води, намиращи се в недрата на Кримския полуостров, три големи хидрогеоложки райони:

А. Хидроминерална нагъната област планински Кримс преобладаващо развитие на сулфатни и хлоридни, частично термални (в дълбочина) минерални води, газирани с азот, в подчинен смисъл с метан, сероводород и рядко въглероден диоксид.

б. Керчхидроминерална зона на разпространение на сероводород, азот и метан студени води в третични и подлежащи седименти (някои източници съдържат въглероден диоксид).

Б. Хидроминерална зона Равнинен Кримсероводород, азот, метан и смесен газов състав на бракични и солени води, студени в горните и термални в дълбоките части на артезианските басейни.

планински Крим

Районът на развитие на тавридските шисти в Кримските планини се характеризира с широко разпространенсолени сулфатни води (със съдържание на HCO3 повече от 25%-eq, понякога повече от SO4), образувани в резултат на разрушаването и разтварянето на пирит. На места има слаби източници на сероводород със съдържание на сероводород 3-10 mg/l и с различен химичен състав на водите - Мелас, Карабах, Судакизточник.

В южната половина на тунела Ялта сулфатните води излизат в зоната на контакт между горната и средната юра и от пукнатини в самото дъно на варовиците от горната юра. Средноюрските шисти и горноюрските варовици съдържат много гипсови вени и жилки (вероятно древно образувание). Може да се предположи, че в съвременния период гипсът се разтваря от варовикови карстови води с образуване на сулфатни води. Минерализация на последните 0,7-3,4 g/l; най-честата минерализация е 2,0-2,5 g/l със сулфатно съдържание 0,4-2,0 g/l. Тази вода съдържа малки количества йод, бром и бор.

На места в тунела отделни струи сулфатна вода съдържат значително количество стронций (до 7,6 mg/l) и олово (0,003-0,01%). бор до 2,3 mg/l, редица метали (желязо, титан, цирконий, никел, ванадий) в малки количества, фосфор (P2O5) до 2,2 mg/l, йод до 2,1 mg/l, бром 0, 4 -3,0 mg/l, силициева киселина до 13,5 mg/l, манган 0,18-0,30 mg/l, мед до 0,003 mg/l. Наличието на метали във водата вероятно е свързано с наличието на руда в дълбоките части на района на разпространение на серията Tauride.

Сероводородните води (H2S до 40 mg / l), очевидно, се образуват в дълбините на таврийските шисти и се издигат под налягане по линиите на тектонските разломи до контактната зона на средните и горните юрски скали. Силно сероводородната вода в тунела съдържа около 70 mg/l йод и около 7 mg/l бром. Слабосероводородните води в планинската част на Крим не съдържат тези компоненти. Съдържанието на йод в силно сероводородна вода на един от източниците (69,8 mg/l) е подобно на съдържанието на йод (до 56,3 mg/l) в таврийските шисти на дълбочина 1000-2257 m в Ялта добре.

Хлоридните води се съдържат в дълбоките хоризонти на таврийските шисти. Техният състав, очевидно, е типичен за дълбоко - хлоридната зона.

Хлоридните води на Кримските планини могат да се считат за метаморфозирани (отчасти хлорно-калциеви), съдържащи комплекс от микрокомпоненти от морски произход (йод, бром, бор).

Наличието в тези води на малко количество метан, азот, въглероден диоксид и сероводород може да показва какво се случва на дълбочина биохимични процеси. Да се солена водавключват: източникът на Черните води (б. Aji-Su), кладенци със солена вода в Ялта. Дълбочината на кладенеца Ялта е 2257 м. Минерализацията на водата в този кладенец е от 38,9 до 49,3 g/l. Водата съдържа много йод 52,3-56,3 mg/l, бром 65,6 mg/l, HBO2 16 mg/l. Водата на извора Черние Води е с минерализация 3,8-4,5 g/l.

В Коктебел са известни нитратни сулфатно-хлоридни и хлоридно-сулфатно-карбонатни води със съдържание на нитрати от 0,68 до 5,3 g/l. Води в кватернерни глини.

В Кримските планини също има незначителни слабо въглеродни прояви в шисти от серията Tauride. Съдържанието на свободен CO2 във водоизточниците (по непълни данни) е 246-251 mg/l.

В планинския Крим в редица случаи е установена несъмнена връзка между минерални извори и газови прояви и тектонска структура(разломни линии).

Керченски полуостров

В източната част на Керченския полуостров отделни източници съдържат въглероден диоксид. По химичен състав водата е хлоридно-хидрокарбонатна натриева и хидрокарбонатно-хлоридна натриева със съдържание на свободен въглероден диоксид 500-2000 g/l и минерализация 8,8-15,6 g/l.

въглеродни водиизлизат на повърхността под формата на три групи малки възходящи извори: Kayaly-Syrt, Seit-Eli Nizhny и Tarkhansky № 2. В близост до някои източници въглеродните води се разкриват от сондажи с дълбочина 100-300 m (кладенци преливат с поток дебит до 0,3 l/s). Минералната въглеродна вода се издига по протежение на пукнатините на земната кора в районите, предимно на активността на древния кален вулканизъм. Съдържанието на CO2 в състава на водните газове е от 36 до 96%. В някои точки в състава на газовете има малко водород или сероводород. Съотношението He:Ar варира от 0,1 до 0,7, което може да се дължи на притока на газ от значителни и големи дълбочини. Съотношението Ar:N2 показва, че азотът в газовете е предимно дълбоко вкоренен, но се открива и биохимичен азот. В района има и кални хълмове. с отделяне на определено количество CO2 (Булганакски, Тархански и др.) - Установено е наличието на следи от живак в газовите емисии на такива хълмове. Очевидно е, че живачните пари трябва да присъстват и в газовете на източниците на въглероден диоксид.

Въглекисели и кални води съдържат флуор, бром, йод, бор, барий, амоний, нитрати, битуминозни вещества. Нафтенови киселини липсват или присъстват в малки количества. Водите съдържат (в mg/l): литий 2,0-6,6; калий 40-260; силициева киселина 0-88; фосфор (P205) 0-10; стронций 2,0-3,7 желязо (Fe2+ + Fe3+) 0-4,0; флуор 0-0,60; арсен 0-0,05; бор - много (HBO2 800-1600); водите са бедни на калций (0-192) и магнезий (23-120).

Спектрален анализ във въглеродните води идентифицира манган, никел, кобалт, титан, ванадий, хром, молибден, цирконий, мед, олово, сребро, цинк, калай, галий, лантан, берилий, живак, арсен, антимон, германий и някои други елементи. Съдържанието на някои от тях е значително: хром до 0,01%, олово до 0,005%, мед до 0,001%, цинк до 0,01%, калай до 0,1%. Съдържанието на калай е характерно за всички източници на въглероден диоксид.

Живакът в редица случаи е определен по аналитичен метод (0,002-0,005 mg/l). Съдържание на живак според спектрален анализ 4 10-3% във вода значително надвишава съдържанието на кларк в земната кора (7,7 10-6%).

Общата радиоактивност, съдържанието на радон, уран в тези води варира от 1,3 10-6 - 9,7 10-6 g/l.

въглероден диоксид и хълмистводите са пукнатинно-венозни субтермални (термални) води, в които въглероден диоксид, бор, литий, арсен, антимон, живак, фосфор и някои други микроелементи са взаимосвързани и идват от голяма дълбочина (ендогенни продукти). Повечето от тях се намират в центровете и близо до центровете на появата им на земната повърхност. Керченските въглеродни извори и хълмове са един вид уникални, а водите им са много сложни по отношение на условията на формиране. Появата на метални йони и редица други (редки) микрокомпоненти в тези води очевидно се дължи на сложността и значителната дълбочина на образуването им с възможното влияние на основни (алкални) магмени скаличервата По-специално, борът тук може да бъде под формата на дълбоко летливи съединения с CO2, амоняк, арсен, антимон, живак, фосфор и някои други микрокомпоненти в газовата фаза. Вероятно не е необходимо въглеродните води на Керченския полуостров да се свързват с нефтени фактори. Тези води не са свързани нито с нефтени прояви, нито със сероводородни води, ограничени само до горната част на участъка на полуострова.

Образуването на йонно-солевия и газовия състав на въглеродните води на Керченския полуостров очевидно е свързано с много дълбоки мезозойски и, вероятно, палеозойски скали. Малкият дебит и ниската температура на водата могат да се обяснят със значителната дълбочина на източника на храна и дължината на пътя на тяхното навлизане по пукнатините на разломите през дебелата глинеста дебелина на Майкоп, което предотвратява вертикално движение(издигане) на води до земната повърхност.

Керченският полуостров е богат сероводородни водиразлични концентрации, свързани главно с чукракския хоризонт от варовици и пясъци, срещащи се върху майкопските глини. Според М. М. Фомичев и Л. А. Яроцки, зоната на тяхното хранене са изходите на пясъчните отлагания Чокрак, които са водоносни хоризонти.

На крилата на антиклиналите, на местата на разломи, в релефни падини, в езера и на места в Азовско море тези води се оттичат, образувайки възходящи източници. Те също се разтоварват чрез сондажи.

Дебитите на водоизточниците със сероводород са малки. Въпреки това, данните от изследванията показват (Л. А. Яроцки) значителни „натрупани“ ресурси от сероводородни води, както и възможността за получаването им в някои райони, където няма източници на сероводород.

Най-висока минерализация на сероводородните води се наблюдава в потъванията на малки (локални) синклинални структури, където подземният отток е най-бавен и следователно метаморфизацията е по-голяма. Минерализация на сероводородните води от няколко до 32,5 g/l с общо съдържание на сероводород от 5-10 до 360-640 mg/l.

Най-силните (силно концентрирани) сероводородни води са представени от Чокрак, Каралар, Сююрташ, Джайлав и други източници северозападно от град Керч в района Езерото Чокрак. Източници на Баксинсевероизточно от град Керч са по-малко минерализирани. Произлизат от скалите на сармата. Силни сероводородни води са открити и в югоизточната част на полуострова в отлаганията от средния миоцен. Тук мариевските води съдържат общ H2S от 40 до 292 mg/l с минерализация 9-12 g/l.

Сероводородните води на полуострова са хлоридно-натриеви, хлоридно-хидрокарбонатно-натриеви и др. Съдържанието на йод, бром и бор в тези води е толкова по-голямо, колкото повече е сероводородът.

Образуването на сероводородни води на Керченския полуостров обикновено се обяснява с редукционни процеси (редукция на сулфати). Богатата на H2S подпочвена вода обаче може да се обясни и с микробиологични процеси. Цялата територия на Керченския регион се характеризира с едно или друго замърсяване със сероводород, което най-общо може да се свърже с разрушаването на нефтени находища и възстановителни процеси в глинести пластове.

В югозападната равнина на Керченския полуостров през 1963 г. един кладенец (сондаж 111 на Мошкаревската антиклинала) произведе голям самоизлив на солена метанова термална вода от еоцен-горна креда. Водата е отворена на два интервала на дълбочина 1007-1030 m с дебит 17,4 l/s и температура на устието 51°C, на дълбочина 1105-1112 m с дебит 10,3 l. /s и температура на изтичане 54° С. Водата е хлоридно-хидрокарбонатна натриева с минерализация в първия интервал 9,5 g/l и във втория 10,5 g/l.

В района на селото Костирино(B. Chongelek) в югоизточната част на полуострова, добре разкрити студени и термални (до 45 ° C при изтичане) азотни води, незначителни по дебит, свързани с малко нефтено находище. Южно от Керч Камъш-Бурунаоткрита е студена хлоридно-натриева вода със соленост до 67 g/l, със значителен дебит в неогенските отлагания.

Равнинен Крим

Разпределението и разнообразието на подпочвените води в Кримската равнина обикновено се свързва с множество водоносни хоризонти в комплекси от различна възраст - от палеозоя до неогена включително.

В южните покрайнини на равнинния Крим в района на Бахчисарай (предпланините) има пресен Изворът на Обручевс въглероден диоксид вода в мергели от горна креда. Освен това в източната част на тази зона има области с някои редукционни условия в отлагания, главно от палеоцена. Тук водите са слабо дебитни, с общо съдържание на сероводород от 10 до 130 mg/l.

В района на северната част на равнинния Крим (в местност Сиваш) също на места има сероводородни води, ограничени до седименти, главно от средния миоцен. Тук, поради отдалечеността от зоната на подхранване и потъването на слоевете, влиянието на външните фактори върху формирането на химичния състав и газовия състав на подземните води отслабва и значението на вътрешните и дълбоките фактори на въздействие се увеличава. Във връзка с това протичат процеси на десулфатизация в определени водоносни хоризонти, създава се определена редуцираща среда с образуването на сероводородни (обикновено слаби) води. Основно съдържанието на H2S е около 5-10 mg/l, а в с. Нижнегорск(според М. М. Фомичев) до 130 mg / l. По химичен състав сероводородните води са хидрокарбонатно-хлоридни натриеви и хлоридно-натриеви с минерализация от 1-2 до 7-11 g/l.

Азотът, метанът, смесените газове и други води са широко разпространени в района на Кримските равнини и отчасти в подножието (близо до района на хранене). Да, при Mr. Феодосияа в самия град има солени минерални води, ограничени до отлаганията от креда и палеоцен, свързани с тектонски разломи в мергелни скали. Тези води са представени от малки извори на Феодосия и Кафа (Нарзан Кримски).

В равнините на Крим азотните и метановите води са термални от топли до горещи, когато текат от сондажи. Повечето от хидротермите са ограничени до ограничени водоносни хоризонти, в по-малка степен - до тектонично напукани скали.

Най-древните скали в Кримските равнини, съдържащи минерална вода, са палеозойските варовици в град Харков. Евпатория. Ето, добре 2 и 8, хлоридно-натриево-азотната вода е открита на дълбочина 871 и 893 m с дебит 7 и 10,4 l/s и температура на чучура 40-41 ° C с минерализация 9,3-9,6 g / л. Има известна разлика в състава на газа (съставът на газа е даден като процент от общото съдържание на газ) на водата от тези два кладенеца, а именно: във водата и калната баня на Мойнак, в допълнение към основния азот, присъства CO2 (10,3%), метанът не е; сероводород 7 mg/l, много малко хелий (0,013%), радон 2 единици. Махе. В кладенеца в близост до морския бряг съдържанието на CO2 в състава на газа е 15,5%, метан 11,0%, H2S 4 mg/l, повишено съдържание на хелий (0,386%), радон 2 единици. Махе. Съотношението He:Ar е 0,42. Последният кладенец над палеозоя разкри минерална вода в албийските отлагания на дълбочина 525-655 m: дебитът на извора е 7 l / s, температурата на водата е 36 ° C.

В селото са известни минерални води от средноюрските отлагания, свързани с пукнатини в конгломерати. Белоглинка 4 км северозападно от Симферопол. Открит на дълбочина 300-357 m от повърхността. Водата се излива от два кладенеца с дебит до 2,5-3,0 l / s при температура 22,7 ° и 24,2 ° C. Минерализацията е 3,0-3,2 g / l, според вида на хлоридния хидрокарбонат натриев азот с редки газове. Отбелязва се повишено съдържание на хелий; съотношението He:Ar е 0,43. Водата съдържа флуор, арсен, антимон, желязо, манган, титан, стронций, цирконий, ванадий, олово, цинк, сребро, мед. Съдържанието на цинк е до 0,05%, мед е до 0,01% по спектрален анализ. Съдържанието на флуор е от 0,6-3,5 mg/l. Флуорът, металите, хелият във водата могат да се обяснят с местоположението на района върху района Симферополантиклинално издигане, където несъмнено палеозойските отлагания са близо до повърхността и са възможни интрузии на една или друга дълбочина. Повишеното съдържание на хелий и флуор и наличието на метали във водата също може да се обясни с разлом, който минава в тази зона по долината на реката. Салгир.

Североизточно от града Старият Крим, на село Бабенково, Кировскирайона, в северната дълбоко потопена част на горноюрските варовици на планинската верига Агармиш на дълбочина 728 m са открити бикарбонатно-хлоридни натриеви води. AT газов съставводата съдържа азот (35,6%) и метан (61,8%). Дебитът на водата от кладенеца при чучура е значителен - до 30 l / s, температурата на водата е 32,2 ° C. Този тип вода се образува в недрата поради потъването на варовик до доста значителна дълбочина и на известно разстояние от района на доставка.

Също североизточно от град Стари Крим, близо до селото. Гончаровка, във варовиците на долната креда от дълбочина 625 m е открита самотечна хлоридна вода с минерализация 6,2 g/l. Дебитът на чучура е 8-9 l / s, температурата на водата е 32 ° C. Съставът на газовете включва метан, азот, въглероден диоксид.

15 км източно от града Белогорскима сулфатна натриево-калциева изворна вода медицински(б. Катирша-Сарай) с много нисък дебит и минерализация в различни изходи от 3,8 (кладенец) до 7,3 g/l (кладенец). Освен това, близо до град Белогорск (на юг), от кладенец с дълбочина 10 m, от същите албийски скали е получена хлоридно-сулфатна натриева вода с висока минерализация. Минерализацията се обяснява със солеността на пясъчно-глинестите лагунни отлагания на Алб.

В широк район на южната, западната и северозападната част на Кримската степ, в пясъчно-глинести отлагания на неокомския период, е разкрит водоносен хоризонт с високо налягане, доста обилен със самотечащи се термални води (според сондажи и данни за вземане на проби). Зоната за хранене се намира в подножието на Крим, в района на Външната планинска верига, където неокомските води са пресни хидрокарбонатни калциеви води. В най-южната част на Кримските равнини, при гмуркане до 300-500 m, неокомските води също са пресни, но с минерализация вече до 0,8-0,9 g / l, натриев хлорид-хидрокарбонат, топъл азот. Тяхната температура е 27-33 ° C. Дебитът на чучура е от 3,3 до 14,0 l / s в различни точки. Азот във вода с въздушен произход.

Химическият състав на неокомските води се променя донякъде с отдалечаването от района на хранене и с по-нататъшното потъване в северозападна посока. Така в с. Ново-Андреевка(30 км северно от Симферопол) и в района на курорта Саки, неокомските води са азотни, горещи, хлоридно-хидрокарбонатни натриеви с минерализация от 1,3 до 3,1 g / l и температура на изтичането 39 -46,6 ° C. В Ново-Андреевка дебит 5,1 l/s; срещу Чеботарская греда, източно от к.к саки, първоначално до 29 l/s; в курорта Саки, на брега на езерото, първоначално до 33 l / s. От 1956 г. темповете на производство постепенно намаляват поради техническото несъвършенство на кладенците и сега са много по-ниски от посочените. В Ново-Андреевка водата е открита на дълбочина 745-800 м, срещу Чеботарския лъч на дълбочина 754-756 м, в курорта Саки 803-816 м. радиоактивност.

Докато се гмуркате в северна посока от курорта Саки ( Новоселовское 40 км северно от град Евпатория) водите на неокомските отлагания стават натриево-хлоридни с минерализация от 9 до 36 g / l и температура при изтичане от 50 до 58 ° C. В южната част на района, Неокомските скали лежат на дълбочина (в различни точки от повърхността) от 816 до 1055 m, в северната от 1140 до 1291 m.

Дебитът на водата от кладенците на чучура е от 1,0 до 12,0 l / s. Газът тук има по-сложен състав. В южната част на Новоселовски район газът е представен от N2 и CH4, а в най-северната част от CO2, N2 и CH4. Водата на неокомските находища съдържа йод, бром, бор, литий, арсен и редица други микрокомпоненти (желязо, титан, ванадий, цинк, манган, стронций, цирконий, барий, лантан, скандий, берилий, бисмут).

Температурата на неокомските води е висока, несъответстваща на дълбочината на залягане. Геотермалната стъпка е много ниска. На Полуостров Тарханкутна село Тебеширенв горнокредните мергели на дълбочина 1604-1777 m е открита хлоридно-метанова натриева вода с дебит на устието 29 l/s и температура 42-43°C; минерализация на водата 18,5 g/l. В палеоценските мергели са открити метанхлоридни натриеви води. Най-интересният кладенец в селото. Глебово, дълбочината на водния пробив тук е 1036-1138 m; дебитът и температурата на водата при изтичане са 13,3 l/sec и 62 ° C. Водите от палеоцена на полуостров Тарханкут се характеризират с наличие на амоний от 30 до 150 mg/l.

В палеоцена на 9 км югозападно Джанкояна дълбочина 1145 m е намерена и метанхлоридна натриева вода; дебит на изхода от кладенеца 0,42 l/sec, температура на водата 30°C; минерализация 24,0 g/l.

В дълбоките хоризонти на палеогенските, кредните и палеозойските отлагания в равнините на Крим, в терциерните и подлежащите отлагания на Керченския полуостров са широко разпространени високотермални води. На южното крайбрежие са открити и термални води в таврийските шисти. Температурите на дълбоките води, съдейки по геотермалните измервания, трябва да достигнат 100°C на дълбочини 1800-2500 m, а където геотермалното стъпало е по-ниско, дори и на по-малки дълбочини. Може да се предположи, че високотемпературните води на някои райони на Крим са свързани с влиянието на млади интрузии, замръзнали на дълбочина, или с притока на топлина от големи дълбочини по тектонските разломи, известни в тези райони (Тарханкутско издигане и източен част от Керченския полуостров).

Някои от минералните термални води могат (много ограничено) да се използват като източник на топлина в народното стопанство (за битови нужди, за оранжерии и др.). В съветско време обаче само няколко колективни ферми ги използваха за бани и душове.

Източник: www.tour.crimea.com

Минерални и термални води на Крим// Геология на СССР. Том VIII. Крим. Минерали. М., "Недра", 1974. 208 с.