ИСТИНА

Основной целью проекта является изучение генезиса и эволюции изотопно-геохимического состава минеральных вод различных водоносных комплексов месторождения Ессентуки на основе гидрогеохимических, изотопных и биохимических исследований.

The region of Caucasian Mineral Waters (CMW) is a unique natural object where different chemical composition and balneological properties of carbonated mineral waters were formed. However, despite the long history of exploitation and study of the mineral waters of the Caucasus Mineral Waters region (CMW), the genesis, mechanisms and conditions of formation are still debatable and do not have a single point of view. The question of the origin of the micro-component composition of these mineral waters has not been completely resolved, and their isotopic composition is not fully investigated ( there is practically no data on the period of water exchange), many questions arise when assessing the depth of their circulation, the extent of interaction of these waters with water-containing rocks is not fully estimated, the nature of thermodynamic equilibrium is not defined, the mechanisms explaining the complexity in the formation of their gas composition are not fully disclosed, a single hydrogeological model of their formation is not established, the behavior and fractionation of rare earth elements in this type of water is not studied, etc. The project is planned to study the Essentuki mineral water field, located in the central part of the CMW region and characterized by a wide variety of water types. At the same time, the most interesting are carbonated bicarbonate-chloride sodium waters, widely known as «Essentuki 4» and «Essentuki 17», which have long been used in balneology and for bottling as the therapeutic-table water. Due to the high therapeutic properties of these carbon dioxide waters, Essentuki resort quickly became widely known in Russia, and waters of a similar composition found in other places were called Essentuki type waters. The main therapeutic properties of these waters are due to the high concentration of the soda component (about 70 %.) The large variety of waters in ionic and gas composition, formation conditions, and their therapeutic properties is explained by the complex hydrogeological conditions of Essentuki mineral water field, which is located over a large area and includes several aquifers with different hydrogeodynamic and hydrogeochemical conditions, geothermal conditions, modern magmatism, the presence of numerous discontinuous faults and zones of increased fracturing. The current results of hydrogeochemical and isotopic studies of the water and gas phase obtained in the framework of this project, the assessment of the deep temperatures of water formation based on geothermometers, the use of analytical, laboratory methods, thermodynamic modeling and methods of multivariate statistical analysis, will reveal the general patterns and mechanisms of formation of carbon dioxide mineral waters of Essentuki field and the CMS region as a whole. In addition to chemical elements in groundwaters, there are necessarily microorganisms that receive little attention from domestic science. However, it is known that the functioning of any ecosystem, including mineral waters, is impossible without microorganisms that participate in the geochemical cycles of elements, production and destruction of organic matter, synthesis and destruction of minerals, formation of gases and consumption, and changes in the physical and chemical parameters of the environment. Therefore, the study of the microbiological composition of mineral carbon dioxide waters is relevant and will help to reveal the idea of the role of autochthonous microorganisms in the formation of mineral waters.

Полученные в рамках реализации настоящего проекта современные результаты гидрогеохимических и изотопных исследований водной и газовой фазы, оценка глубинных температур формирования вод на основе геотермометров, использование аналитических, лабораторных методов, термодинамического моделирования и методов многомерного статистического анализа, позволит выявить общие закономерности и механизмы формирования углекислых минеральных вод Ессентукского месторождения и региона КМВ в целом. Изучение микробиологического состава минеральных углекислых вод является актуальным и поможет раскрыть представление о роли автохтонных микроорганизмов в формировании минеральных вод. Комплексный подход исследований в сочетании с термодинамическим моделированием, статистическими методами, рассмотрение содержания специфических компонентов в минеральных водах (газы, микроэлементы, радиоэлементы, органическое вещество) позволят в полной мере охарактеризовать химический состав и выявить условия формирования ценных минеральных вод района Ессентукского месторождения.

Существенный задел по проекту имеется благодаря изучению и опробованию углекислых минеральных вод в рамках НИР по теме «Переоценка запасов подземных вод Ессентукского месторождения». В ходе работ был собран обширный и уникальный фактический материал, включающий современные режимные данные химического состава, статические и динамические уровни, дебит водоотбора, отобраны пробы на изотопы и полный химический анализ. Тематика и методология комплексных исследований при решении дискуссионных фундаментальных проблем, в которых были выявлены гидрогеохимические особенности и установлены региональные закономерности формирования вод, представлены в статьях, рецензируемых журналов из списка RSCI Web of Science.

В целом, полученные новые аналитические данные и предполагаемый комплексный подход позволит построить концептуальную модель условий формирования состава минеральных вод, оценить современное состояние, отразить основные механизмы преобразования химического состава минеральных вод Ессентукского месторождения и района КМВ в целом.