Характеристика эндогенных вод

Проблема формирования подземных вод является важной и одной из сложнейших в теоретической гидрогеологии. Она включает в себя вопросы происхождения молекул воды и формиро­вания состава растворенных в подземных водах веществ - ионов, солей, газов.

Подземные воды образуются за счет как возникновения молекул воды и воды под землей, т.е. внутри твердой части планеты в магма­тических очагах и в результате химических реакций, так и поступ­ления вод в горные породы из других внешних геосфер — атмо-сферы, гидросферы. В первом случае воды называются эндоген­ными, во втором — экзогенными.

Среди эндогенных вод различают: литогенные (хемогенные), магматогенные, метаморфогенные, мантийногенные. Среди экзогенных вод выделяются: седиментогенные (седиментационные), инфильтрогенные (инфильтрационные), талассогенные, возрожденные (дегидратационные), конденсационные, гидратные.

К эндогенным относятся все воды, образовавшиеся в литосфере, горных породах, магматических очагах и другой глубинной обстановке.

В первую очередь выделяют воды, образованные в результате хи­мических реакций:

• хемогенные воды, образованные молекулами, заново возникаю­щими в различных химических реакциях при высоких давлениях и температурах. По В.И. Вернадскому синтез воды происходит в зоне высоких температур в следующих реакциях:

СО + ЗН₃ = СН₄ + Н₂O;

4СО + 2Н₂ = 2Н₂O + СО (между 900 и 1000 °С);

• воды, образованные при разложении карбонатов и окислении сероводорода и УВ, протекающем при небольших температурах и давлениях:

Са(НСO₃)₂ = СаСO₃ + СO₂ + Н₂O;

2H₂S + O₂ = 2S + 2Н₂O.

Возникающие в результате этих реакций молекулы воды не со­здают сплошных масс, а примешиваются к водам другого генезиса. Они являются чистыми, не содержат растворенных компонентов.

Магматогенные воды возникают в результате магматической дея­тельности в областях современного вулканизма при наличии вы­соких температур и давлений. При этом могут образовываться большие скопления вод, растворяться значительное количество ве­ществ окружающей среды, за счет чего воды обогащены хлором, на­трием, кремнеземом, бором и другими веществами. Магматогенные воды сильно обогащены различными газами, входят в состав фумарол. К ним относятся также перегретые воды — парогидротермы с температурой от 20-100 до 200-350 °С. Выходы высокотемпера­турных вод на поверхность проявляются в виде кипящих источ­ников, пароводяных струй с гейзерным режимом фонтанирования. Они имеют низкую минерализацию, хлоридный, сульфатный или хлоридно-сульфатный состав, преобладают ионы Al, Н, Fe, NH₄, воды кислые pH = 1-3,3, обогащены H₂S, N₂, С0₂, Н₂.

Метаморфогенные воды образуются в результате дегидратации ми­неральных гидратов (хлорита, эпидота, слюд) в процессе прогрессив­ного метаморфизма. Так, при превращении глинистых сланцев в ме­таморфические породы выделяется огромное количество агрес­сивной термальной воды (из 1 км³ породы высвобождается 100 млн т), которая быстро превращается в гидротермальный рас­твор. При переходе в зоны с различными физико-химическими усло­виями эта вода может выделять твердые минеральные вещества, образуя жильные и пластовые гидротермальные рудопроявления. К метаморфогенным водам относят также воды, освобождающиеся из вакуолей при высоких температурах, — вакуольные воды и воды синтетические, образованные из иона Н⁺ и гидроксил-иона ОН^-.

Мантийногенные воды могут быть связаны с мантией Земли и по­являться в области глубоководных океанических желобов, срединно-океанических хребтов и в рифтовых долинах; они практически не из­учены. Содержат в 50 раз больше растворенных веществ — железа, марганца, свинца, чем воды Мирового океана.