Изотопы кислорода и водорода природных вод СССР
Методическое пособие - Геодезия и Геология
Другие методички по предмету Геодезия и Геология
° на окисление органического вещества и т. п. При этом предполагается, что тяжелые изотопные разновидности будут накапливаться в остатке и за геологическое время определится наблюдаемый интегральный сдвиг в изотопном составе воды в соответствии со статистическим распределением изотопов. Количественная проверка воздействия радиохимических процессов на изотопный состав воды в глубоких подземных условиях весьма сложна, поскольку, как было показано В. В. Воеводским [22], …на эффективность радиолиза воды и водных растворов огромное влияние оказывает воздействие ничтожных количеств самых разнообразных примесей процесса G в сторону возрастания их выхода. Возможным решением задачи должны быть лабораторные эксперименты, а также непосредственное изучение распределения изотопов кислорода н водорода в воде и газе, отобранных соответствующим образом в пределах геохимического влияния залежей, где это явление должно определяться качественно, а возможно, и количественно.
Электрохимический процесс. Фракционирование изотопов вследствие этого процесса протекает с более высокими коэффициентами разделения (= 310, 18О = 0,010,03 [44]), чем, например, при диффузии или даже испарении. В практике изотопно-гидрогеохимических исследований этот фактор не принимался во внимание в связи с трудностями диагностирования, связанными, вероятно, с небольшими выходами из-за незначительности электрических полей.
Адсорбционный процесс. Сущность адсорбционного механизма фракционирования изотопов состоит в преимущественной адсорбции тяжелых изотопных разновидностей воды за счет большей подвижности легких. Он проявляется в основном в средах с хорошо развитой поверхностью, например в глинистых минералах и др. Однако возможны и другие ситуации. В работе [5] приведены результаты лабораторных экспериментов, свидетельствующие, например, что на никеле в интервале температур 0 - 100 дейтерий адсорбируется лучше, чем протий, а на кобальто-молибденовых и цинково-молибденовых катализаторах оказалось, что ниже 300 лучше адсорбируется протий, а выше этой температуры, наоборот, дейтерий. Изотермы адсорбции Н2О и D2O на угле, силикагеле и окиси железа совпадали. Приведенные примеры показывают, что фракционирование при адсорбции зависит от многих факторов: -условий, состава адсорбента, характера связи и т. п. На изотопах водорода они скажутся существеннее, чём на изотопах кислорода.
Кристаллизация. Широко распространенный в природе процесс, основанный на росте кристаллов из жидкого (растворы, расплавы и т. п.), газообразного и твердого состояний. Различие в изотопных отношениях сосуществующих пар минералов, формирующихся при температурах равновесной кристаллизации (как правило, в присутствии воды), используется для построения геологических термометров и получения другой ценной информации. В частности, по отношению 18О/16О и D/H в гидротермальных минералах и газово-жидких включениях можно установить температуру их кристаллизации, степень равновесности и др. Коэффициент фракционирования в этих системах обычно определяется из лабораторных экспериментов.
Мембранный эффект. Проведенный нами разносторонний анализ условий формирования ионно-солевого и изотопного составов подземных вод палеозойских отложений Днепровско-Донецкой впадины показал, что концентрирование солей происходило в основном при уплотнении осадков в результате погружения и фильтрации ионов через заряженные глинистые мембраны [43]. Заметного фракционирования изотопов при этом отмечено не было. Видимо, в рассматриваемом процессе, как и при ультрафильтрации, происходит накапливание ионов в водном растворе, в то время как вода (растворитель) уходит практически без изменения изотопного состава.
Древняя инфильтрация. Под понятием древняя инфильтрация подразумевается процесс внедрения в захороненные хлорнатриево-кальциевые рассолы инфильтрационных вод метеогенного формирования, происходивший в древние эпохи. Нами было сделано заключение, что низкое содержание 18О ( - 6,7‰) в подземных водах девонских отложений Борковской площади обусловлено ее расположением в непосредственной близости от традиционной области стока пресных вод в бассейны седиментации - Воронежского кристаллического массива. Это подтверждается большим количеством терригенного материала в девонских солях Борковской площади [43, с. 336].
Ф. А. Алексеев, Р. П. Готтих и другие, соглашаясь с нашими выводами, отмечают, что как по химическому, так и по изотопному составу воды палеозойских отложений являются унаследованными седиментационными водами, в той или иной степени разбавленными поверхностными водами, и считают, что разбавление их связано с процессами древних инфильтраций, приходившихся на периоды континентальных перерывов [54, с. 216]. Эти процессы были установлены также и в другой работе, выполненной нами совместно с Р. П. Готтих и В. Е. Ерохиным [26], при изучении условий формирования вод палеозойских отложений Волгоградского Поволжья. В обоих рассматриваемых случаях для большинства исследованных площадей оценены доли седиментогенной и инфильтрогенной составляющих.
Для нефтегазопоисковой геологии и гидрогеологии принципиально важно установить факт инфильтрации (древней или современной) и количественной ее оценки, поскольку этот вопрос тесно связан с выяснением перспективности разведочных площадей и локальных структур на нефть и газ.
Бактериологический процесс. Имеет место преимуществ?/p>