Генезис и условия циркуляции термальных вод кристаллических массивов горноскладчатых областейНИР

Origin and the circulation way of the thermal water within crystalline massifs of mountain systems

Источник финансирования НИР

грант РНФ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 13 января 2023 г.-15 декабря 2023 г. Генезис и условия циркуляции термальных вод кристаллических массивов горноскладчатых областей
Результаты этапа: В течении первого отчетного этапа были получены следующие результаты: 1. Научным коллективом проанализированы все обнаруженные фондовые материалы по геологическому строению и гидрогеологическим условиям изучаемой территории и химическому составу термоминеральных вод северного Тянь-Шаня. Собран и изучен большой массив значимых публикаций по геологии, тектонике и гидрогеологическому строению северного Тянь-Шаня. 2. Два члена научного коллектива (Харитонова Н.А. и Соколовская М.А.) были командированы в Республику Киргизию с 15 июня по 10 июля, где провели опробование природных вод северного Тянь-Шаня. Были изучены поверхностные водотоки (10 проб), воды озера Иссык-Куль (4 пробы), подземные воды (30 проб) двух межгорных артезианских бассейнов – Восточно-Чуйского и Иссык-Кульского. Был проведен комплексный отбор проб для выяснения химического состава вод и содержания в них стабильных изотопов (δ18Овода, δDвода и δ13CDIC, δ18ОDIC) с целью выяснения генезиса вещества, а также замер параметров вод на месте пробоотбора, для установления нестабильных физико-химических параметров (рН, Eh, О2раств, электропроводность, минерализация, температура и содержание HCO3-). Кроме того, были отобраны образцы водовмещающих толщ и вторичных новообразованных минеральных фаз. К настоящему моменту все отобранные образцы были проанализированы различными аналитическими методами и получены новейшие оригинальные данные по изотопному и химическому составу водной компоненты термоминеральных вод, а также по химическому и минеральному составу водовмещающих толщ и новообразованных вторичных фаз. 3. Системный анализ существующих данных по химическому и изотопному составу минеральных источников (водная и газовая фазы), и их статистический анализ выявил незначительное ретроспективное расхождение в составе изученных природных вод по макрокомпонентному составу, в то время как данные по микрокомпонентному составу сильно разняться. Точность анализа микрокомпонентного состава термоминеральных вод зависит от способа пробоподготовки и от типа прибора используемого для анализа. 4. Был выявлен химический тип каждой пробы и построены индивидуальные Стиф-паттерны, а также групповые Пайпер диаграммы изучаемых вод. Установлено, что наряду с макрокомпонентами характерными индикаторами азотных кремнистых терм, формирующихся в гранитных массивах, являются некоторые микроэлементы (Si, F, Al, W, Mo, Ge, As и др.) содержащиеся в повышенных концентрациях. Впервые для данных вод определены содержания редкоземельных элементов, а также иттрия, скандия и гафния. Установлено, что: 1) содержание РЗЭ преимущественно низкие и варьирует от 0,07 до 0,81 ppb; 2) наблюдается положительная корреляция между содержанием РЗЭ и минерализацией. Максимальные концентрации суммарных РЗЭ наблюдаются в воде из скважин Джеты-Огуза с высокой минерализацией, а минимальные - в скважине курорта Ак-Су; 3) минимальные концентрации РЗЭ наблюдаются в водах с высоким pH (8,1-9,7), а максимальные коррелируют с интервалом pH 7,3-7,9 (рис. 3Б); 4) легкие РЗЭ (от La до Eu) доминируют над тяжелыми РЗЭ (от Gd до Lu), а максимальное содержание имеют La, Ce и Nd. Наблюдаемые различия в содержании РЗЭ в термальных водах могут зависеть от происхождения и, возможно, связаны со временем циркуляции воды. 5. Построены первые термодинамические модели смешения глубинных флюидов с поверхностными и метеорными водами.Конечными членами рассматриваемых систем являлись: а) термальные воды из ущелья Джеты-Огуз с повышенной минерализацией (проба Т-18) и из с.Долинка (проба Т-5); б) морские воды; с) пресные воды и д) воды озера Иссык-Куль. Моделирование осуществлялось с шагом 10%. 6. Стабильные изотопы кислорода (δ18O) и водорода (δD) демонстрируют значительный разброс значений: наиболее низкие значения (от -15,7 до -11,1 ‰ для δ18O и -109 до -78 ‰ для δD) имеют прохладные подземные воды. Высокогорные реки и источники содержат более тяжелые изотопы. Наиболее высокие значения δ18O и δD (-0,5 и -16 ‰, соответственно) выявлены в водах озера Иссык-Куль. Установлено, что все изученные воды, за исключением нескольких точек, ложатся близко к линии глобальных метеорных вод, что подтверждает их атмосферный генезис. Смещение холодных источников в сторону отрицательных значений отражает большую высоту зоны их питания. Кислородные сдвиги вправо и влево указывают на неравновесное изотопное фракционирование в системе вода–порода-газ. Сдвиг вправо обычно характерен для изотопного обмена между кислородсодержащими фракциями водовмещающих толщ и пород, а сдвиг влево для обмена кислородом между углекислым газом и водой. Для рек наблюдается отчетливая высотная зависимость между содержанием в воде δD и точкой опробования, однако для подземных вод данная корреляция менее характерна. Чем горячее воды, тем слабее корреляция: для холодных подземных вод данная зависимость выражена слабее, а для термальных – отсутствует. Это свидетельствует, о значительном фракционировании изотопного состава природных вод при взаимодействии с водовмещающими толщами.
2 13 января 2024 г.-15 декабря 2024 г. Генезис и условия циркуляции термальных вод кристаллических массивов горноскладчатых областей
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".