title-icon
Яндекс.Метрика
» » Возраст подземных вод

Возраст подземных вод

Под возрастом AT следует понимать отрезок времени от момента попадания воды в пласт до момента опробования. Если представить себе простую гидравлическую схему, по которой метеогенные воды попадают в водоносный горизонт в области питания, двигаются по пласту и в области разгрузки покидают его, то возраст подземных вод в направлении их движения будет увеличиваться и в области разгрузки AT=T (времени водообмена). Если же рассматривать седиментогенную схему формирования, когда вода попадает в пласт одновременно с возникновением этого пласта в процессе седиментогенеза, и считать, что элизионный этап развития водоносного горизонта сохранился до наших дней, то, очевидно, возраст подземных вод будет равен возрасту вмещающих пород. Тогда мы говорим о сингенетичных водах В случае же, когда происходит замена седиментогенных вод на инфильтрогенные или когда можно говорить о водах исследуемого водоносного горизонта как о продукте смешения вод различного генезиса, само понятие возраста воды становится неопределенным.
Действительно, в результате смешения возникает, вообще говоря, новый тип воды, рождение которого следует отсчитывать от «момента» смешения. Ho, во-первых, не всегда процесс смешения можно констатировать, во-вторых, облик новой воды формируется не только при смешении, но и при взаимодействии с годными породами, охватывая значительные интервалы пространства и времени. Поэтому трудность заключается не только в том, чтобы датировать рождение новой воды, но и в том, чтобы доказать ее новизну. Короче говоря, понятие возраста воды коренным образом связано с представлениями о ее генезисе, и чем яснее для нас схема формирования подземных вод, тем больше шансов правильнее понять и точнее оценить их возраст.
Для водоносных горизонтов верхней части земной коры, формирующихся за счет инфильтрационного питания, возраст АТ, по существу, представляет собой время добегания, которое может быть определено по расстоянию от области питания до участка опробования и по средней действительной скорости потока на этом отрезке его движения. Возраст седиментогенных, сингенетичных с породой вод лучше всего устанавливать геологическими методами, т. е. определять возраст вмещающих пород. Ho при этом надо помнить, что сингенетичная с горными породами вода сохраняется в недрах Земли очень редко. Для глубоких водоносных горизонтов со сложной геологической историей в гидрогеологии чаще всего используют гелий-аргоновый метод, предложенный в 1935—1936 гг. В.П. Савченко, позже несколько пересмотренный А.Л. Козловым и развитый А.Н. Павловым. Рассмотрим суть этого метода.
Вначале о постулатах. В.П. Савченко и А.К. Козлов в своих построениях исходили из следующих положений.
1. Гелий имеет только радиогенное происхождение и является одним из продуктов распада урана и тория.
2. Аргон имеет только воздушное происхождение и попадает в подземную воду с атмосферными осадками.
3. Время формирования измеряемого соотношения Не/Аr в подземных водах равно возрасту этих вод.
В.П. Савченко и А.Л. Козлов для своих построений принимали также простую гидравлическую схему: атмосферные осадки в области питания попадают в пласт и двигаются по нему к области разгрузки. При этом концентрация Ar в них возникает в области питания и далее при движении воды в пласте не изменяется. В пласте происходит обогащение воды гелием. Принимая упругость Ar в воздухе величиной постоянной, считая воду пресной, имея в виду ее полное насыщение воздухом, принимая за расчетную температуру 10 °C и давление 0,1 МПа, они рассчитали концентрации аргона. Обозначив Неt = 1/Аrрасч = М, получим

И В.П. Савченко, и А.Л. Козлов, стремясь получить формулу наиболее простого вида, использовали для вычисления коэффициента M средние для осадочных пород Земли концентрации урана и тория, удельного веса у (вместо объемного веса скелета ос) и Котд = 0,6, Кдиф = 0,75. Однако даже при таком подходе значения этих параметров у них различались. Поэтому ими были получены различные значения М: 77,1 — по В.П. Савченко и 115 — по А.Л. Козлову.
А.Н. Павловым в описанную схему были внесены существенные изменения. Был учтен радиогенный аргон. Коэффициенты Котд и Кдиф были вычислены с учетом возраста вмещающих пород и диссипации гелия, исходные концентрации урана и тория использовались для различных типов пород — изверженных, осадочных, метаморфических. В итоге был получен целый набор формул, позволяющий сравнительно дифференцированно для различных гидрогеологических ситуаций оценивать возраст подземных вод.
Отношение Не/Аr используется для определения возраста вод от миллиона лет и более. Для так называемых молодых вод (до 1—1,5 млн. лет) разработаны различные методы оценки их возраста по короткоживущим изотопам. В частности, по тритию (3H) определяется возраст вод до нескольких десятков лет, по углероду-14 (14C) — несколько десятков тысяч лет, по кремнию-32 (32Si) — несколько тысяч лет.
Однако ко всем этим возрастным оценкам как нельзя лучше подходит известное утверждение, что легче измерить, чем понять, что измерено. Поэтому мы еще раз подчеркнем, что параметр AT под названием «возраст подземных вод» только тогда может быть правильно понят и использован, когда за ним стоит четкая генетическая схема. Без такой схемы понятие возраста воды не имеет смысла.

title-icon Подобные новости