Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,778

Smirnov A.I.

На протяжении трех десятилетий сотрудниками Иркутского госуниверситета совместно с учёными Монголии и Китая проводилось изучение химического состава минеральных вод Забайкалья, Прибайкалья, Тувы, Монголии и Китая. На территории этих стран большинство известных на земле типов минеральных вод.

За период исследований было опробовано более 2000 месторождений и проявлений минеральных вод. Впервые для минеральных вод Монголии и Китая проведено определение растворённых органических веществ, ряда микроэлементов, радиоактивности, изотонии кислорода, урана, гелия [1,2,3,6,8].

Углекислые минеральные воды. Провинция холодных углекислых вод охватывает Забайкалье, часть Прибайкалья и почти всю территорию Монголии [2,3,7].

Для углекислых вод Забайкалья и северной части территории Монголии характерны низкие температуры - 0,5-5,0 °С и значительное количество растворенного диоксида углерода: 0,5-3,7 г/дм3, обуславливающего слабо кислую среду этих гидроминеральных растворов (рН=6,0-6,6). По величине суммы ионов холодные углекислые воды Забайкалья можно разделить на воды слабой (∑и<2 г/дм3) и малой (∑и =2-5 г/дм3) минерализации.

В данном типе вод в анионном составе преобладают гидрокарбонаты (55-99 % экв.). Ведущую роль среди катионов играют ионы кальция: 42-65 % экв. или натрия: 34-71 % экв.

В рассматриваемых водах часто наблюдается высокое содержание растворенного железа, достигающее 67,0 мг/дм3.

В северной части Монголии находятся холодные углекислые воды гидрокарбонатного щелочноземельного состава с минерализацией до 2 г/дм3.

Вторая группа обследованных углекислых вод, тяготеющая к юго-востоку территории Монголии, имеет минерализацию 2,2-4,8 г/дм3 и характеризуется гидрокарбонатно-сульфатным кальциево-натриевым, натриево-кальциевым, натриево-магниевым составом. Содержание фтора в водах данного состава составляет 1,30-3,36 мг/дм3. Железо присутствует в количествах 0,58-3,75 мг/дм3.

Третья группа углекислых вод Монголии расположена на самом юге провинции (северная часть пустыни Гоби) и представлена гидрокарбонатно-хлоридными и хлоридно-гидрокарбонатными натриевыми водами, минерализации которых достигает 10-15 г/дм3.

Все обследованные углекислые воды Монголии обогащены кремнием, концентрации которого составляет 37,5-1 13 мгH4SiO4/дм3, что позволяет многие из них отнести к кремнистым.

Таким образом, на территории Восточной Монголии для холодных углекислых вод наблюдается четко выраженная климатическая зональность: изменение минерализации в сторону увеличения, прослеживающееся с севера на юг.

Углекислые термальные воды . Ярким представителем семейства минеральных вод являются Чойганские углекислые термы в республике Тава, Аршанские и Шумакские минеральные воды в республике Бурятия. По содержанию приоритетных ионов они относятся к гидрокарбонатно-кальциевым. Содержание растворенного диоксида углерода от 0,50 до 0,69 г/дм3.

Весьма интересным с точки зрения бальнеологических свойств представляется месторождение Шумакских термальных углекислых вод, расположенное на территории Восточно-Саянской горно-складчатой области на высоте 1500 м. Многочисленные источники (более 100) имеют температуру 14-32 °С, слабо кислую среду (рН=6,20-6,60), обусловленную наличием растворенного диоксида углерода в количествах - 0,19-1,10 г/дм3. В ряде источников имеется радон в оптимальных для лечения концентрациях.

Шумакские углекислые термы могут быть отнесены к кремнистым, концентрация растворенного кремнезема составляет в них 57,6-84,8

Азотные термальные воды . В результате гидрохимических исследований на территории России, Монголии и Китая получены новые данные по гидротермам Байкальской рифтовой зоны (Россия), Хангайской и Хэнтэй-Даурской провинций (Монголии), а также Фунвэйского грабена (Китай) [3,4,5,6,7,8].

Для этих территорий характерны многочисленные выходы современных азотных гидротерм с температурой до 92 °С.

Кремнистые азотные термы имеют достаточно широкое распространение как в Китае, так и в России и в Монголии. Они находятся в областях современного и молодого вулканизма и обычно приурочены к молодым глубинным разломам.

На территории Байкальской рифтовой зоны и в Монголии широко распространены термальные воды (температура 20-74 °С) малой минерализации (∑и < 05 -1.0 г/л). Величина рН изменяется от 7.10 до 10.20.

По соотношению ионов макро компонентного состава эти воды можно подразделить на сульфатные, сульфатно-гидрокарбонатные и гидрокарбонатно-сульфатные. Сульфатные натриевые гидротермы характеризуются значительным преобладанием в анионном составе сульфатов (54-87%экв.), катионном составе - абсолютное преобладание ионов натрия-65-93% экв.

Вторая многочисленная группа гидротерм характеризуется соизмеримыми количествами сульфатов и карбонат-гидрокарбонат-ионов. Во всех гидротермах отмечено повышенное содержание фторидов и высокое содержание растворённого кремния.

Для значительного числа проявлений гидротерм Монголии характерен содовый состав. В анионном составе наблюдается абсолютное и относительное преобладание гидрокарбонат - и карбонат-ионов (50-77 % экв.). Катионный состав практически полностью представлен ионами натрия. Содовые термы значительно обогащены фтором, содержание которого достигает 24 мг/дм3.

Содово-сульфатные термы имеют минерализацию 0,40-0,70 г/дм3 и температуру 35-56 °С. В анионном составе преобладают гидрокарбонат - и карбонат ионы (38-77 %-экв.). В водах данного типа отмечается повышенное количество фтор - иона (3,0-24,5 мг/дм3). Ионы натрия среди катионов занимают господствующее положение: 80-97 %-экв.

Сульфатные термы имеют температуру 35-59 °С и минерализацию 0,5-0,8 г/дм3. При ведущей роли ионов натрия (78,3-92,3 %-экв.) эти термы в большей мере, по сравнению с другими, обогащены кальцием (5,0-17,8 % экв.). Доля сульфат - ионов составляет 63-82 % экв.

Фунвэйский грабен расположен в северо-восточной части Китая и представляет одну из самых крупных активизированных тектонических структур. Фундаментом структуры являются метаморфические и магматические породы архейского и протерозойского возраста. Термальные воды вскрыты скважинами на глубинах от 15 до 400 м, имеют температуру 25-80 °С и приурочены к тектоническим поднятиям. Гидротермы имеют минерализацию от 0,8-1,9 г/дм3. Среда всех вод щелочная рН=7,8-9,0. Все минеральные воды относятся к кремнистым, концентрация кремниевой кислоты достигает 150 мг/дм3.

По анионному составу воды Фунвэйского грабена существенно отличается от рассматриваемых ранее гидротерм. Это либо сульфатно-хлоридные, либо хлоридно-сульфатные воды.

Изотопные отношения 234 U/ 238 U, 818О и 87Sr/ 86Sr однозначно указывают на тесную связь между подземными и поверхностными водами.

Особый интерес при изучении минеральных вод представляют растворённые органические вещества [9,10]. Результаты по содержанию РОВ представлены в табл.1.

Комплексный подход к детальному изучению растворённых органических веществ в минеральных водах позволил получить лечебные препараты, обладающие широким бальнеологическим эффектом.

На основе проведенных исследований по геохимии и формированию термальных вод областей кайнозойской активизации на территории России, Монголии и Китая, следует сделать однозначный вывод. Формирование состава и ресурсов термальных вод складчатых систем Центральной Азии происходит преимущественно за счет неглубокозалегающих подземных вод земной коры и вод атмосферы, проникающих на значительные глубины по зонам молодых активных разломов.

В тоже время, нельзя не учитывать возможное влияние на формирование химического состава современных гидротерм эндогенной, преимущественно газовой составляющей,, Об этом свидетельствует, например, мантийное отношение 3Не / 4Не в термах. В этом, на наш взгляд, заключается одна из главных задач дальнейших исследований современных гидротерм одного из наиболее распространенных типов минеральных вод нашей планеты, несущих ценную информацию о составе и процессах происходящих в глубоких горизонтах земной коры.

Таблица 1. Сравнительная характеристика содержания РОВ в минеральных водах Центральной и Восточной Азии

Основные характеристики минеральных вод

Холодные углекислые воды

Термальные углекислые воды

Прибайкалье

Азотные термальные воды

Забайкалье

Монголия

Прибайкалье

Монголия

Китай

Преобладающий ионный и газовый состав, г/дм3, (%)

HCO3, Ca, Mg, CO2>90

HCO3, Ca, Mg, Na CO2>59-98, N2 до 33

HCO3, Ca, Mg, CO2до90

HCO3, Na, SO4,

N2>80

HCO3, Na, SO4,

N2>80

SO4, Cl, Na, Ca,

N2до 80

Минерализация г/дм3

0,3 - 3,3

0,19 - 13,0

1,0 - 3,1

0,2 -1,0

до 1,0

0,7 - 1,9

Сорг. мг/дм3

2,5-65,5

4,9-47,9

7,0-16,6

1,5-25,5

1,4-8,4

2,4-18,0

Нейтральный битум мг/дм3

0,1-0,9

0,1-1,1

0,2-2,0

0,1-2,2

0,5-5,4

0,3-1,8

Кислый битум мг/дм3

0,1-1,2

0,1-1,0

0,3-0,8

0,1-2,0

0,1-1,3

0,1-1,8

Гумусовые (спирторастворимые) вещества мг/дм3

0,6-5,5

0,4-5,5

0,9-7,3

0,1-5,5

0,2-10,7

0,7-3,5

Нафтеновые кислоты мг/дм3

Не обнаружены

Не обн.-0,33

0,03-1,38

0,21-1,53

0,20-0,25

0,3-1,8

Список литературы

  1. Ломоносов И. С. Геохимия и формирование современных гидротерм Байкальской рифтовой зоны. -Новосибирск; Наука, 1974. 165 с.
  2. Шпепзер Г.М. Гидрохимия минеральных вод горно-складчатых областей. Иркутск: Изд-во ИГУ, 1992, 240с.
  3. Геохимия подземных минеральных вод Монгольской Народной Республики./ Под редакцией Е.В. Пиннекера. Новосибирск.: Наука, 1980, 80 с.
  4. Yanxin Wang, Grigorii M. Shpeyzer, Hydrogeochemistry of Mineral Waters from Rift Systems on East Asia Continent: Case Studies in Shanxi and Baikal, China Environmental Science Press, 2000, 102 p.
  5. Yanxin W., Shpeizer G.M, Rodionova V.A, Lomonosov IS. Major factors and processes and processes controlling hydrochemistry of N 2- bearing thermal waters in crystalline rock of rift zones, on the east Asia continent // // Water-Rock Interaction.- Balkema - Rotterdam - Brook-feld.-1995.-S.277-281.
  6. Пшнекер Е.В. Геохимия минеральных лечебных вод Прибайкалья. // Советская геология 1996. с. 42-48
  7. Шпепзер Г.М,. Смирнов А.И, ВангЯнсин,. Родионова В.А. Минеральные воды горно-складчатых областей Центральной и Восточной Азии. Материалы Международной научно-практической конференции «Россия и Монголия в многополярном мире, Иркутск, 2000. С.91-93.
  8. ШпейзерГ.М., Васильева Ю.К., Минеева Л.А., Физико-химическая характеристика минеральных вод Байкало-Иркутской курортной зоны. - Современные вопросы физиотерапии, курортной науки и практики. - Материалы научно-практической конференции курортологов и физиотерапевтов Сибири. - Иркутск._1998.- С.14-16.
  9. Шпейзер Г.М., Васильева Ю.К., Минеева Л.А., Растворенные органические вещества в различных типах минеральных вод Центральной Азии // Проблемы экологии .- Т.2.-«Наука».- Новосибирск. -1995.- С.265-273.
  10. Шпейзер Г.М., Васильева Ю.К., Ломоносов И.С. Органические вещества в минеральных водах горноскладчатых областей Центральной Азии //Геохимия, 1999, №3, с.302-311.