title-icon
Яндекс.Метрика
» » Зональность газового состава подземных вод

Зональность газового состава подземных вод

В осадочных бассейнах суши вертикальная зональность растворенных газов подземных вод проявляется обычно в смене вниз по разрезу кислородно-азотных газов азотными, а последних — метановыми, реже сероводородно- и (или) углекисло-метановыми.
Растворенные газы кислородно-азотного состава содержатся в основном к подах верхних водоносных горизонтов верхнего этажа, залегающих выше местных базисов эрозии и разгружающихся (в естественных условиях) часто в виде источников. В бассейнах с гумидным климатом эти воды по ионно-солевому составу обычно гидрокарбонатные и сульфатные кальциевые, реже хлоридные натриевые, с минерализацией от 0,3—0,5 до 2—3 г/кг. Особенно характерны кислородно-азотные растворенные газы для трсшинно-карстово-пластовых вод в карбонатных и галогенных формациях. Газосодержание этих вод колеблется обычно в пределах 25— 35 см3/л. Содержание кислорода в них достигает 25—30 об. %. Для кислородно-азотных газов характерны весьма низкие концентрации газов группы He, обычно не превышающие 0,001—0,003 об. %. Отношение Hе/Аr в них не превышает 0,001—0,002. Кислородно-азотные газы в подземных водах верхнего этажа представляют собой малоизмененный растворенный воздух.
В пределах верхнего этажа кислородно-азотные растворенные газы атмосферного происхождения сменяются вниз по разрезу обычно азотными газами также атмосферного происхождения. Кислород в них израсходован на различные окислительные реакции. Соотношение аргона и азота в них мало отличается от наблюдаемых в кислородно-азотных газах. Местами в верхнем этаже в областях суши наряду с кислородно-азотными и азотными водорастворенными газами встречаются (например, на верховых торфяниках) водорастворенные метановые газы. Метана в них до 70—90 об. %, при подчиненной роли азота и углекислого газа.
В верхнем гидрогеохимическом этаже бассейнов в субаквальных условиях в зоне окислительного диагенеза водорастворенные газы имеют повсеместно азотно-метановый и углекисло-азотно-метановый состав.
В нижнем этаже осадочных бассейнов отчетливо преобладают водорастворенные газы азотно-метанового и метанового состава. Довольно широко развиты газы метаново-азотные и азотные, а также сероводородно-углекисло-метановые и углекисло-метановые.
Пo условиям распространения водорастворенных газов в нижнем этаже осадочные бассейны могут быть подразделены на несколько основных групп. К первой группе можно отнести бассейны (и их части), в нижнем этаже которых развиты водорастворенные газы преимущественно метанового состава. Это, например, — большая часть Западно-Сибирской платформы, западная часть Сибирской и др. Для этих бассейнов характерно преобладание морских и прибрежно-морских терригенных (и карбонатно-терригенных) формаций. Содержание метана во всех гидрогеологических комплексах мезозоя во внутренних районах Западно-Сибирской платформы изменяется обычно от 70—75 до 95—99 об. %. Газонасыщенность вод постепенно возрастает во всех комплексах при продвижении к внутренним частям от 300—500 до 1000—3000 см3/л.
Вторая группа объединяет бассейны (и их части), в нижнем этаже которых с глубиной происходит смена азотных и метаново-азотных газов азотно-метановыми и метановыми. К этому типу относится, например, южная часть Западно-Сибирской платформы. Насыщенность вод газами азотного и метаново-азотного состава в водоносных комплексах апт-сеномана колеблется от 50 до 200 см3/л, тогда как метановых вод в юрском комплексе достигает 500—800 см3/л.
К третьей группе относятся бассейны с водорастворенными газами в нижнем этаже, преимущественно метановые, местами углекисло-сероводородные, углскисло-сероводородно-метановые. Они характерны для бассейнов, сложенных в основном карбонатно-галогенными формациями (южная часть Сибирской платформы и др.). Газонасыщенность метановых вод здесь обычно до 300—500, углекисло-сероводородных — до 800— 1000 см3/л. В метановых газах часто довольно высокие (до 10—20 об. % и более) содержания «тяжелых» углеводородов (этана, пропана, бутана и др.). Отношение Не/Аr в них колеблется от 0,5—1 до 5—10 и более. Количество радиогенного аргона достигает 40—50 % (от общего аргона).
Четвертая группа объединяет бассейны, в которых водорастворенные газы в нижнем этаже образуют следующую зональность (вниз по разрезу): азотные и метаново-азотные > метановые, азотно-метановые и углекисло-ссроводородно-азотно-метановые > азотно-метановые и метановые (и местами углекисло-метановые). Этот тип зональности характерен для осадочных бассейнов, сложенных в верхней части разреза континентальными и морскими, часто красноцветными формациями, в средней — галогенными, в нижней — терригенными и терригенно-карбонатными морскими и континентальными (Амударьинская синсклиза Туранской плиты и др.).
К пятой группе следует отнести бассейны (и их части) с широким распространением в них водорастворенных газов, обогащенных углекислым газом, и в частности углекисло-метановых и (или) сероводородно-углекисло-метановых с содержанием углекислого газа нередко до 40—50 % при газонасыщенности 1000—2000 см3/л и более (южная часть Скифской плиты, Паннонская впадина и др.). Высокие концентрации углекислого газа в этих бассейнах (500—1000 см3/л и более) обусловлены миграцией углекислого газа из пород фундамента во взаимосвязи с метаморфическими процессами в настоящее время и, вероятнее всего, с термометаморфизмом карбонатных пород в земной коре.
Шестая группа объединяет бассейны с преимущественным развитием в их нижнем этаже азотных газов (центральные и западные районы Русской платформы и др.). На Русской платформе газонасыщенность вод азотным газом в девонских отложениях колеблется часто от 50 до 200, а в восточных достигает 300—500 см3/л. Наиболее вероятным источником азота в водорастворенных газах является органическое вещество, а также азот, выделяющийся из пород при их метаморфизме.
К седьмой группе относятся бассейны, расположенные в областях современного и молодого вулканизма. Обычная нормальная газовая зональность подземных вод (смена по разрезу вниз азотных водорастворенных газов метановыми) существенно осложняется в пределах гидротермальных систем, очаги разгрузки которых, как правило, тяготеют к действующим (или к действовавшим в неоген-четвертичное время) вулканам. Водорастворенные газы этих гидротерм имеют преимущественно углекислый, азотно-углекислый и сероводородно-углекислый состав.

title-icon Подобные новости