Гидрогеология

 

Трешинные и карстовые воды

Трещинные и карстовые воды по условиям залегания могут быть либо грунтовыми, либо артезианскими. В таком случае на них распространяется вся та характеристика, которая дана выше. Вместе с тем в отдельных случаях условия их залегания и распределения в горных породах резко отличаются от таковых грунтовых и артезианских, что заставляет исследователей выделять их в отдель­ный тип. Это связано, в первую очередь, с тем, что элементарными ячейками, в которых движется вода, здесь являются различные по размерам пустоты (трещины, каверны, жилы) разных генезиса и характера„формирующие неравномерно проницаемую среду. В дан­ном разделе мы только кратко остановимся на особых условиях залегания таких вод.

Трещинные воды приурочены к региональной трещиноватости выветривания, трещинам тектоно-литогенетической природы либо локально проявляющимся зонам тектонических нарушений (приповерхностным разломам и глубинным разломам)

Региональная трещиноватость проявляется в зоне выветривания до глубины 100-150 м. В более глубоких горизонтах она связана с образованием слоистых текстур, трещин напластования и контактов в осадочных породах, контракционных трещин и трещин отдельности в магмати­ческих породах. С глубиной региональная трещиноватость незако­номерно затухает. Соответственно и резко уменьшается водообильность горных пород.

Особо важную категорию трещинных вод составляют трещинно-жильные и жильные их разновидности, связанные с зонами текто­нических нарушений и разломов.

Карстовые воды. Карст — геологическое явление, связанное с конгруэнтным растворением подземными или поверхностными вода­ми относительно легко растворимых пород (известняков, доломи­тов, гипсов, солей) и образованием сложной системы полостей, пещер, каналов и т.д.

Вторым обязательным условием развития карста (после наличия относительно легко растворимых пород) является активный водообмен. Карстовые процессы протекают тем действеннее, чем больше скорость движения воды, которая определяется разницей в отмет­ках областей питания и разгрузки и водопроводимостью карстующихся пород.

Третьим важным условием развития карста в карбонатных поро­дах выступает наличие агрессивной угольной кислоты.

Главная особенность режима карстовых вод состоит в необычно резком изменении их уровня и дебита,

 

Подземные воды криолигозоны

Многолетняя мерзлота (криолитозона) — это часть криосферы (области отрицательных температур), включающая в себя верхние слои земной коры, характеризующиеся наличием льда в слагающих их горных породах и отрицательной температу­рой, которая в течение многих веков может изменяться в связи с изменением географической среды и геологических условий, оста­ваясь отрицательной.

Многолетнемерзлые породы - продукт современного сурового климата, характеризующегося отрицательными среднегодовыми тем­пературами, и одновременно реликт прошлой более холодной гео­логической эпохи (ледниковой).

На фоне широтной зональности распределения мерзлых пород прослеживается также высотная зональность. Поэтому в горных породах с высотой местности мощность мерзлых пород возрастает, а их температура уменьшается.

По взаимоотношению подземных вод с мёрзлыми породами выделяют надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные воды.

В последующем к этим типам вод были добавлены еще два: внутримерзлотные и воды таликов.

Надмерзлотные воды по условиям залегания соответствуют верховодке. Отличие состоит в том, что они периодически полно­стью промерзают и затем оттаивают. Это обстоятельство приводит к появлению специфических криогенных явлений: морозному пуче­нию грунта, образованию бугров пучения, гидролакколитов, нале­дей, термокарста, формированию выцветов солей на поверхности, криогенной сортировки обломков пород и т.д.

Подмерзлотные воды по условиям залегания являются либо грунтовыми, либо артезианскими. Отличие их состоит только в том что мерзлота затрудняет условия их питания и разгрузки стабилизирует режим и иногда ограничивает зону их распространения. Воды таликов представляют особый интерес для северных регионов. Талики - это своеобразные кровеносные сосуды мерзлой зоны земли, обеспечивающие постоянный круговорот воды в этих казалось бы насквозь промороженных породах.

 

Подземные воды районов активного вулканизма

Активный современный вулканизм приурочен в основном к регионам, где континентальная кора соседствует с океанической: островным дугам, глубоководным желобам, побережьям внутренних морей и редко к молодым разломам, расположенным на континен­тах. Подземные воды в таких регионах образуют водоносные си­стемы со специфическими условиями их строения, питания, разгруз­ки и состава воды. Высокая температура развитых здесь подземных вод, разнообразие их фазового и химического состава обусловили применение к ним особого термина — гидротермы (современные или древние), широко используемого в геологии. К гидротермам относятся струи пара, жидкие горячие водные растворы, пароводя­ные смеси, т.е. все виды горячих вод и пара, широко распростра­ненных в рассматриваемых регионах.

Гидротермальные системы районов современного вулканизма ~ это крупные емкости, в которых активно проявляется гидротермальная деятельность, связанная с аномально высоким привносом тепла из глубоких частей земли. С гидрогеологических позиций — это бассейны горячих вод и пара, которые часто разгружаются на поверхности земли.

Большинство гидротермальных систем связано с вулкано-тектоническими депрессиями либо обширными древними кальдерами, реже с наложенными грабенами горно-складчатого обрамления. Участки непосредственной гидротермальной деятельности в пре­делах депрессий часто приурочены к локальным структурным поднятиям (сложным горстам), ограниченным крутопадающими разломами.

Многообразие гидротерм и геологических условий их прояв­ления приводит и к формированию специфических форм их разгрузки, которые не встречаются в районах вне проявления гидротермальной деятельности. К основным видам форм прояв­ления такой разгрузки относятся фумаролы, гейзеры, паровые струи и термальные родники.

Фумаролы это вулканические эманации в виде парогазовых струй или спокойных выделений газов из трещин и каналов в жерлах, на внутренних стенках; внешних склонах вулканов (первич­ные фумаролы) или на поверхности неостывших лавовых потоков и пирокластических покровов (вторичные фумаролы).

Фумаролы разделяются на:

1) собственно фумаролы (преиму­щественно хлористо-сернисто-углекислые газы с температурой до 800о С);

2) сольфатары (парогазовые струи с преобладанием сероводорода или сернистого газа и температурой 90-300° С);

3) мофеты (преимущественно углекислые парогазовые струи с температурой до 100° С).

Гейзеры это своеобразные родники, периодически, строго закономерно выбрасывающие воду и пар. Морфологически гейзер представляет систему; состоящую из канала, подводящую перегре­тую воду или горячий пар к находящемуся вблизи от поверхности подземному резервуару (камере), в который по боковым каналам или трещинам поступает холодная или метеорная вода. От камеры также идет канал к поверхности, венчающийся чашеобразной ворон­кой. Выход воды из резервуара к поверхности затруд­нен. Чтобы такой выход (извержение) начался требуется создание в резервуаре определенного давления, после достижения которого канал приоткрывается и вода с паром выходит в виде фонтана.