Главная Обратная связь

Дисциплины:






Галогенез у системі породи – підґрунтові води – ґрунти



 

 

Підґрунтові води збагачуються солями в зонах живлення і транзиту за рахунок розчинення солей, що утворились при вивітрюванні первинних мінералів і солей, що накопичилися в минулому в осадових породах і континентальних нанесеннях. При початковій стадії за низької мінералізації підгрунтових вод і активному водообміні перехід солей з твердої фази до розчину відбувається у певній послідовності, у відповідності із розчинністю.

Найбільш інтенсивно розчиняються і надходять у підґрунтові води хлориди лужних і лужноземельних елементів та сульфати магнію, за ними – сульфати і карбонати натрію та калію. Значно слабше відбувається розчинення і винос гіпсу і, особливо, карбонатів кальцію та магнію. Ще в меншій мірі розчиняється кремнезем. Стосовно випадання солей в осад, то в областях транзиту і розвантаження підґрунтових вод, воно відбувається у зворотньому порядку. Інтенсивність водної міграції макроелементів суттєво змінюється при зміні кислотно-лужних умов, та вмісту елементів з перемінною валентністю окисно-відновних умов.

Підґрунтові води, збагачені легкорозчинними солями, діють на породи як сольові розчини, підвищуючи або знижуючи розчинність солей, що знаходяться в твердій фазі. Наприклад, розчинність гіпсу зростає при збільшенні концентрації у водах NaCl, MgCl2, NaNО3, тобто солей, що не мають з CaSО4 однойменних йонів. Навіть, при значному вмісті в підґрунтових водах Na24 MgSО4 розчинність гіпсу знижується, а розчинність СаСО3 зростає.

Мінералізація і хімічний склад солей підґрунтових вод при їх русі від зони живлення до областей розвантаження змінюється ще до початку випаровуваної концентрації вод. Вони збагачуються солями, що надходять з водовмісних порід і глибоких підземних вод, але втрачають частину розчинних у них компонентів при обмінних реакціях солей в розчині, взаємодії розчинених солей з водовмісними породами або при змішуванні з водами іншого хімічного складу.

Так, змішування содових вод з водами, що містять сульфати і хлориди кальцію, супроводжується зменшенням лужності та зростанням вмісту сульфатів і хлоридів натрію:

 

Na23 + CaSО4 = CaCО3↓+ Na24;

Na23 + CaCl2 = CaCO3↓ + 2NaCl;

2NaHCО3 + CaSО4 = Ca(HCО3)2 + Na24;

2NaHCО3 + CaCl2 = Ca(HCО3)2 + 2NaCl;

Ca(HCО3)2 « CaCО3↓ + H2C03

 

Відомі реакції незворотного звязування розчиненого у воді магнію карбонатами кальцію водовмісних порід з утворенням доломіту:

 

MgSО4 + 2СаСО3 → MgCO3- СаСО3 + CaSО4;

MgCl2 + 2СаСО3 → MgCО3- СаСО3 + СаС12

 

Реакції звязування магнію сірчанокислих солей з доломітизацією порід супроводжуються їх огіпсовуванням.



Між катіонами солей, що містяться у підґрунтових водах і увібраними катіонами відбуваються реакції фізико-хімічного вбирання та обміну. Так, при взаємодії лужних вод з породами, що містять увібраний кальцій, мають місце такі реакції:

[ВКП2-]Са2+ + Na23 « [BKП2-]2Na+ + CaCO3;

[ВКП2-]Са2+ + 2NaHCО3 « [BKП2-]2Na+ + Са(НСО3)2;

[ВКП2-]Са2+ + Na2SiО3 « [BKП2-]2Na+ + CaSiО3.

* [ВКП] - вбирний комплекс породи (сукупність мінеральних колоїдів).

Входження катіону натрію у вбирний комплекс супроводжується появою в породах солонцевих властивостей (ущільнення, зниження водопроникності, сильною здатністю до набрякання). У дуже мінералізованих підґрунтових водах з великим вмістом хлоридів і сульфатів натрію обмінні реакції між підґрунтовими водами і породами проходять переважно в бік насичення останніх увібраним натрієм:

 

[BKП2-]Mg2+ + 2NaCl → [BKII2-]2Na+ + MgCl2;

[ВКП2-]Са2+ + 2NaCl → [BKП2-]2Na+ + CaCl2;

[BKП2-]Mg2+ + Na24 → [BKII2-]2Na+ + MgSО4;

[ВКП2-]Са2+ + Na24 → [BKII2-]2Na+ + CaSО4.

 

Внаслідок подібних обмінних реакцій сильно мінералізовані підґрунтові води набувають сульфатно-хлоридно-кальцієво-магнієвого складу. Можуть проходити і зворотні реакції витіснення увібраного натрію, якщо підґрунтові води містять розчинні кальцієві і магнієві солі:

 

[BKП2-]2Na+ + CaSО4 → [ВКП2-]Са2+ + Na24;

[ВКП2- ]2Na+ + MgSО4 — [BKП2-]Mg2+ + Na24.

 

Цей процес поширений у водоносних горизонтах з хлоридно-сульфатними або сульфатно-хлоридними підґрунтовими водами помірної мінералізації. В областях з високою випаровуваністю з наближенням підґрунтових вод до поверхні, до хімічного звязування, фізико-хімічного вбирання і обміну додається також процес перетворення розчинних солей на осад внаслідок досягнення кристалізаційної концентрації.

Згідно із дослідженнями В.А.Ковди, кристалізаційна концентрація солей у підґрунтових водах починає проявлятися на глибині 3,5-4,0 м їх залягання і посилюється з глибини 2,8-3,0 м. У капілярній каймі, над підґрунтовими водами випаровування зростає і набуває максимуму в товщі ґрунту. Залежно від глибини залягання підґрунтових вод і водопідйомної здатності ґрунтотворних порід і ґрунтів повне випаровування розчинів і випадання солей в осад наступає в середині ґрунтового профілю або на поверхні ґрунту.

 

 





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...